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介绍日本微纳米气泡技术

 戴维b 2016-06-23

神奇的超微细气泡世界

—介绍日本超微细气泡技术在产业和生活上的应用

    十多年前,日本研究者在小小气泡上有了重大的科学发现。
科学们家发现:气泡在水液中,存在着一个50微米左右的表面张力和气泡内压之间的平衡临界点。通常的气泡在水中会急速上升,在到达水面时破裂而消失。而50微米以下的超微细气泡(也叫微纳米气泡)由于小而缓慢上升,并受到压力而不断缩小,最后消失于水中(完全溶解)。

    显微镜下0~1之间为1mm                 微纳米气泡收缩炸裂示意图

    1.水中收缩破裂,气泡完全溶解于水液;50微米以下的气泡,上升速度缓慢,水液中滞留时间长。例如直径10μm的气泡上升3mm需要1分钟。更重要的是由于水气之间的表面张力大于气泡内压,气泡呈自我收缩倾向。气泡表面张力与气泡直径大小成反比,与气泡内压成正比。表面张力大,气泡不断收缩,同时内压也随之增大。即所谓出现自我加压现象。一旦收缩的气泡内压与表面张力失去平衡,气泡破裂,气体即完全溶解于水液中。

    2.表面负电位特性:超微细气泡作为一种胶体,由于水与气体摩擦作用而带负电。气泡收缩的同时,表面电荷也随之浓缩。其结果是微细气泡全带负电荷。由于气泡都带负电荷,相互排斥,气泡数量不容易结合而减少。通常气泡,电荷状态不一,上升过程中,气泡之间相互结合,形成大气泡,或如葡萄串一般的气泡团,引起上浮加速。因此气泡各自保持独立,高浓度微纳米气泡看起来如牛奶一般的。带负电的气泡容易和细菌病毒、有机物悬浮物、金属离子相互吸引。

    3.气泡破裂,出现压坏,产生自由基等分解能量:气泡自我加压,不断收缩而最终归于破裂。破裂瞬间,气泡气压和温度上升到极限时,出现压坏,积蓄放出的能量非常巨大,出现高达数千度的超高温高压状态,产生强氧化分解能量的自由基。自由基定义为带不对称电子物质。其超强氧化分解能量高于氯、紫外线、臭氧等氧化剂,可以分解水、及周围各种化学物质。

    神奇的微纳米气泡特性及能量的发现,在医学、现代农业、水产养殖业、食品工业、环保行业引起重点关注,而且近年来正在为这些行业的发展提供多元化的新动力。

    首先,被广泛利用的是保健医疗领域。
科学家发现,充足的氧对于生体细胞新陈代谢、消除疲劳、精力充沛,保持身体健康有明显效果。而迄今为止,氧的吸收主要依靠肺器官。微纳米气泡的发现,可以制造溶解氧高于普通水数百倍的保健浓缩富氧饮料水。饮料中的氧分子,通过消化系统能够很快进入人体血液中,其吸收氧的速度比呼吸系统吸收氧的速度要快10倍。对于要求缓解紧张地工作和生活的现代人来说,饮用富氧饮料水保健效果显著,因而,在日本市场上,售价高且供不应求。

    日本人喜爱温泉水疗,利用微纳米气泡的清洗、美容和血流加速、皮肤温热效果,开发了温泉水疗设备。欧美则将微纳米气泡炸裂时的能量来用于瘦身减肥。


    高密度的微纳米气泡能够产生负离子电荷,具有出色的表面活性清洗作用。微纳米气泡破灭时产生的冲击波和给予皮肤非常舒适的刺激,破灭时出现的高温高压则给予体肤温热感受。

    日本微纳米气泡温热效果、血流加快效果应用于浴池

    现代工业社会环境污染问题日益深刻,其中江河湖海因水质污染基本失去自我净化功能。恢复好氧微生物为主的生态净化,改善水质,方法之一就是向严重缺氧的水体增氧。微纳米气泡技术成本低,效果切实,是一种最佳选择。

    日本大阪护城河微纳米气泡水质净化

    水产养殖的问题与微纳米气泡的技术对策

    1,养殖水体缺氧
    地球生物基本生存离不开氧。氧是新陈代谢的基础。缺氧是所有动物衰老和疾病之源。陆上动物靠肺、水生物靠鳃呼吸氧。大气中氧浓度基本维持在21%左右,变化极小,因此陆上动物基本上不缺氧。但是,对于水生物而言,就没有那么幸运了。由于气压、温度变化;水体有机物质污染;水生物的养殖密度等因素,使区域性、时间性氧浓度变化较大,严重影响水生物生存状态。
由于最求高密度养殖,水体中水温高,残饵和水生物粪尿容易腐败、以及水生物排出的二氧化碳等引起水质污染问题严重。正常有氧生态环境下,会自然繁衍大量的好氧菌分解这些有机污染。但是,氧不足,通常容易被氧分解的氨氮、亚硝酸、二氧化硫等有毒物质大量发生,厌氧菌大量繁殖,池塘底层黑臭淤泥堆积,水生物生存环境恶劣,加上病毒侵袭,经常出现死亡。
利用微纳米气泡体积小,而且最终破裂于水中,气体可以完全溶解于水的特点,日本水产业界开发了各种各样的高效水产增氧、改善水质的微纳米气泡设备。

    2. 生理活性促进
    现代水产养殖技术中,单纯缺氧的问题比较容易解决。日本水产业界把注意力集中在如何提高鱼虾贝类的高产、高品质上。微纳米气泡不仅高效增氧,更重要的是具有促进生理活性功能。
    富氧环境是水生物新陈代谢旺盛的条件之一。但是,生物对于氧的吸收能力也是重要因素。就像人体通过消化系统可以直接快速吸收氧分子一样,带氧微纳米气泡同样可以直接为鱼虾贝类的消化器官直接吸收,供应生体各器官。
    微纳米气泡对于动植物的促进生理活性有明显效果,微纳米气泡对于生体的加速血流循环,对于细胞、血流温热效果、对于鳃和消化器官的直接大量供氧,氧分子能够直接进入血液等已有结论。但研究涉及到动植物的医学生理学领域,目前尚无法完全清楚其机理。
    日本水产养殖实践表明:扇贝在含微纳米气泡水体中其开口度是平常的2倍,生长促进效果明显。对虾应用微纳米气泡,血流加速1~2倍。对虾幼苗的成活率达95%以上,成长以近2倍的增重速度提高,吃食积极,养殖时间可以减少近一半。

    容易烂根的蝴蝶兰植物竟然和海水鱼生长在一起    海水鱼与淡水鱼养在一起

    3. 养殖池底淤泥消化处理
    养殖水质管理最大困难也就在于池塘底质管理。高密度养殖必然发生淤泥问题。现在不少养殖户无力投资污泥清除和处理,结果是养殖效果很差,偷死现象严重,甚至清塘绝收。也有将黑臭淤泥通过水路外排的,结果是水路阻塞,环境污染,最后还是无法可持续养殖,只能放弃养殖。
    微纳米气泡可以向水中提供溶解氧多,可以抑制污泥的增加,甚至消化存量污泥,营造良性生态养殖环境。
    也可以建设专门的池塘养殖污泥消化处理设施。把池塘里捞起来的污泥或清塘时的污泥投入设施之中,即可通过臭氧微纳米气泡和微生物技术自行消化分解,解决了池塘淤泥无法外排,也无法处理的问题。

    养殖池塘有机污泥消化分解设备
    日本富氧微纳米气泡技术在水产养殖中的应用图片

                       虾苗场                                                          水族馆

                     鲍鱼养殖场                                                    牡蛎养殖场

                   海胆养殖                                                         多宝鱼养殖

                                                      对虾微纳米气泡机使用风景


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