水文和医疗保健中的可注射微泡

2013年2月1日

充满氧气的微泡可以注入污染的湖泊中,以恢复水质。通常,水是通过水处理厂纯化的,但是这种微泡技术既便宜又更加环保。从Comsol News 2011年的文章中可以看出,Oxygen Microbubbles是研究人员复制自然自我修复机制以清洁受污染湖泊的方式。

水净化中的微泡

通过高速机械搅动,微泡中的含量为氧气,然后将其用于净化湖泊和大坝的污染水。这些气泡的小尺寸(一个千分尺)可以在任何快速的速度下防止气泡从浮动到表面。实际上,作用在气泡上的小浮力是如此之小,以至于将微泡浸入水中几分钟甚至几个小时。微泡的另一个优点是,对于较大气泡中的氧气,可以实现更大的空气界面表面积。简而言之,微泡技术证明了将气体溶解到水中有效。

Microbubbles生成器
微气泡发生器。图片由Shuya Yoshioka博士提供。

日本Ritsumeikan大学的Shuya Yoshioka博士通过在Sounoseki大坝的实验测试了他的微泡。在文章中的“湖水环境修复”中comsol新闻2011,他解释说,将氧气微泡注入湖泊将既可以氧化金属,从而导致它们沉淀,并刺激微生物活性分解并消除湖泊中的有机物质。他在文章中指出:“在这些试验中,有必要预测所有可能影响水体的环境现象(风,水流,温度,化学反应和扩散。”需要同时解决而不是依次解决,Yoshioka博士转向Comsol Multiphysics,以找到注入微泡的最有效,最具成本效益的方法。在模拟大坝的水流时,研究人员发现了一个大规模再循环区域后来他利用了整个大坝中的播种和扩散微观的播种。使用comsol多物理学和CFD模块化学反应工程模块,他能够确定将气泡添加到水中的位置,以及在什么深度和速度下。

在Sounoseki大坝中模拟微泡
模拟微泡:在Sounoseki大坝储层的横截面上的质量扩散。图片由Shuya Yoshioka博士提供。

在部署其纯化系统后,大坝中毒素水平的试验测试表明,氧气微泡大幅度降低了某些有毒物质的浓度(包括氮,磷,铁和锰)。

微泡试验的结果
试验测试结果:降低有毒物质的浓度(注意:在8月7日至17日期间暂停了实验)。图片由Shuya Yoshioka博士提供。

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