随着科学技术发展的日新月异,水污染也越来越严重。而在21世纪这个倡导人类和自然和谐发展的新世纪,如何解决环境污染特别是水污染问题成为了国家和社会关注的焦点。目前使用的水体修复的方法有很多种,比如生物法、超声波水处理等等,但效果都不是很明显。本文针对这个问题提出了一种新的水处理方法:超微细气泡水体修复技术,主要对超微细气泡水体修复的机理进行了研究并对该方法的修复效果进行了实验验证。超微细气泡水体修复技术在国际上是最前沿科技。超微细气泡是指直径小于3μm的气泡,这种气泡具有和普通气泡不同的理化特性。本文首先研究了气泡制造技术,并在此基础上对超微细气泡水体修复的机理进行了研究。普通的气泡在水中呈上升状态,而超微细气泡由于它的尺寸非常的小,受尺寸效应的影响,它的表面张力较普通气泡下降了许多,表面张力的下降使得O₂分子与水分子更容易结合,从而使得气泡变得比周围重,实现了气泡的沉降。沉降的大量气泡最终把氧气带到了底泥中,实现了对水底的直接充氧,从而有效地增加了水中溶解氧的含量以及对底泥有机质的有效消解,实现了水体的修复。气泡尺寸的大小对水体修复的效果有着很重要的影响,根据双膜理论和亨利定律,本文得到了溶解氧含量和气泡直径的关系式,最后发现气泡的尺寸越小对水体修复的效果越有利。超微细气泡水体修复技术的关键是超微细气泡产生,本文在对日本超微细气泡曝气机研究的基础上提出了一种产生超微细气泡的方法并对其结构进行了设计。该方法首先使用射流的方式使水和空气混合,产生一定大小的气泡和水的混合体,然后气泡和水流的混合体流过特殊结构的旋转磁场,气泡在磁场的作用下被切割,产生了更小的气泡,与此同时,水被电解,形成含有离子和更小气泡的水流,这种微细气泡和水流具有使水活化、强化水的自净作用。产生的超微细气泡释放到水中,将溶解氧带到水底,实现了对水体的直接充氧,从而实现了水体的修复。本文最后利用了日本的超微细气泡曝气机对水体修复的效果进行了实验验证,获得了大量的数据,通过对这些数据的分析得出结论:超微细气泡水体修复技术能有效的降低底泥厚度和消解底泥有机质、能够提高水中溶解氧的含量、提高水体的透明度、能够有效抑制藻类,恢复生态循环等等,有效的实现了水体的修复。因此超微细气泡水体修复技术和其他方法相比有着很大的优势。