Ultrafine bubbles (bóng khí siêu mịn) là gì?

Trong các khu vực với mật độ sinh vật đông đúc, vấn đề quan trọng cần được giải quyết là xử lý các chất thải sinh học và hóa học. Các phương pháp đang được áp dụng để giải quyết vấn đề này đòi hỏi chi phí khá cao với quá trình hậu cần phức tạp nhưng hiệu quả lại thấp. Đây là một trong các lĩnh vực mà công nghệ bóng khí siêu mịn giàu oxy sẽ mang lại hiệu quả tuyệt vời. Như một hệ quả của quá trình xử lý chất thải hiện đại, bùn hóa học thường bị mất hết oxy trước khi được xử lý. Nếu thiếu oxy, vi khuẩn sẽ không thể hoạt động hiệu quả để phân hủy các chất thải. Nếu chất thải bị tồn đọng quá lâu và quá nhiều, nó sẽ tác động tiêu cực đến môi trường.

Bằng việc lắp đặt công nghệ tạo bóng khí siệu mịn tại một khu vực cố định, vi khuẩn trong nước có thể xử lý chất thải hiệu quả hơn và sử dụng lại các dưỡng chất để nuôi cơ thể. Điều này dẫn đến một phản ứng dây chuyền sinh học có thể làm tăng đáng kể sự đa dạng sinh học và mật độ sinh vật trong môi trường nuôi trồng. Bằng cách sử dụng công nghệ bóng khí siêu mịn, người dùng sẽ góp một phần to lớn vào việc phục hồi và bảo vệ sự phát triển bền vững của môi trường trong khu vực của họ.

Ultrafine bubbles (bóng khí siêu mịn) là gì?

Bóng khí siêu mịn chính là bóng khí có kích thước cực kỳ nhỏ. Kích thước chuẩn để có thể xác định đó là bóng khí siêu mịn vẫn chưa chính thức được xác nhận bởi The Japanese Society for Multiphase Flow. Tuy nhiên, căn cứ vào hình dạng vật lý, các bóng khí này phải nhỏ hơn 50-micron. Các bóng khí có đường kính nhỏ hơn 50-micron được nén bằng ion tại bề mặt tiếp xúc của không khí và chất lỏng (tương tác khí-lỏng).

Điều này dẫn đến nồng độ ion, áp lực nội tại và cả nhiệt độ tăng cao tại tương tác khí-chất lỏng làm xảy ra nhiều hiện tượng khác nhau. Chúng tôi đang cố gắng phát triển tiềm năng của bóng khí siêu mịn áp dụng cho nhiều hiện tượng khác nhau đó.

Lịch sử phát triển bóng khí siêu mịn

Bóng khí siêu mịn thật ra có một lịch sử khá lâu đời. Năm 1894, khi Hải Quân Hoàng Gia lần đầu tiên cho thử nghiệm tàu ngư lôi tốc độ cao, họ phát hiện ra sự rung động mạnh của cánh quạt đã tạo ra sự ăn mòn dữ dội trên bề mặt cánh quạt. Trong quá trình quan sát, họ nhận thấy rằng khi quay, cánh quạt tạo ra rất nhiều bóng khí và các bóng khí này bao phủ toàn bộ bề mặt cánh quạt. Do đó, họ khám phá ra giả thuyết rằng sự sinh ra và tan biến của các bóng khí có thể là nguyên nhân thực sự của sự ăn mòn cánh quạt. Việc sử dụng cánh quạt lớn hơn hoặc giảm tốc độ quay phần nào tiết chế tình trạng tạo bọt. Tuy nhiên, họ lại gặp phải một tình huống tiến thoái lưỡng nan đó là cho dù tàu ngư lôi phải có một tốc độ cao, việc tăng vận tốc tàu có thể khiến nó gặp nguy hiểm. Hải Quân Hoàng Gia sau đó phải nhờ cậy đến sự trợ giúp của Lord Rayleigh (tên khai sinh là John William Strutt), một nhân vật huyền thoại trong vật lý cổ điển, nhằm tìm ra câu trả lời. Ông phát hiện ra rằng các bóng khí siêu mịn được tạo ra khi bị vỡ trên bề mặt của cánh quạt sẽ tạo ra các chuyển động theo dòng rất dữ dội cùng với nhiệt độ và áp lực ở mức cao. Sau đó ông đã phát triển một mô hình (Rayleigh–Plesset equation) và cung cấp các giá trị sau: 10.000 độ C và 10.000 atmosphere. Các nghiên cứu khoa học bắt nguồn từ nhu cầu thực tế thường mang lại nhiều kết quả thiết thực. Cuộc điều tra trên cũng tiết lộ nguồn gốc tiếng ồn của nước trong ấm khi đến thời điểm sôi chính là từ siêu âm tạo ra bởi bóng khí siêu mịn.

Bảy phương pháp tạo ra bóng khí siêu mịn