纳米曝气装置主要由纳米曝气头、水泵、发生区、压力表和连接管等组成。通过水泵的加压，曝气头内部的曝气石高速旋转，在离心作用下，其内部形成负压区，空气通过进气口进入负压区，在容器内部分成周边液体带和中心气体带，然后由高速旋转的气石将空气切割成直径10-20nm的气泡。由于气泡细小，不受温度、压力等外部条件的影响，可在水中长时间的停留，有良好的增氧效果。

人工曝气装置，根据设备构造分一般有表面曝气类型、鼓风曝气类型、射流曝气类型等。根据气泡类型分有传统微孔曝气机和微纳米曝气机。传统微孔曝气机产生的气泡多为微米级和厘米级的，在水中上浮速度很快，氧气与水体的接触时间非常短暂，在提升水中氧气含量方面效率非常慢。新型的微纳米曝气机是产生的气泡直径均为几十微米和甚至纳米级，这些气泡具有比表面积大、上升速率小、气－液接触时间长的特点，可以显著加快气－液界面氧气分子在相同界面间的传递速率。

微纳米气泡的特点：

由于微纳米气泡发生装置工作原及所产生的气泡大小与常规曝气装置有非常大的不同，因此纳米气泡一般具有以下特点。

①带电性：纳米气泡表面带有负电荷，难以与水融为一体，同时不会像常规气泡一样会融合增大而破裂。由于带有负电荷，可吸附水中带正电的物质，把水中有机悬浮物固定分离，达到一定的水质净化效果。

②电离现象：由于气泡中的气体在水中溶解度受气压的影响，而且电解质的离子化水可以让溶入的微纳米气泡表面形成双层电离子，让气泡内的气体难以抑散，大大增强溶解度，给水体复氧

③超声波性：由于气泡体积小，在发生破裂时可产生很强的能量同时附带超声现象，对水中特定菌类具有杀灭作用。

④滞留性：微纳米气泡在水中的上升速度非常缓慢，原因是其带电性和小浮力减少有关，因此在水中逗留的时间非常的长。

由于纳米曝气装置产生的微纳米气泡的特性，使得微纳米气泡在河道黑臭治理、污泥减量化、有机废水处理等方面均有成效。

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