纳米曝气装置及其方法：装置下部为进气区,由进气管和缓冲室组成.进气管连接供气装置,缓冲室用于缓存气体.装置上部为气体切割区,由基座,顶盖,密封胶圈,紧固螺钉和纳米曝气膜组成.纳米曝气膜内部均匀排布定向排列碳纳米管,并贯穿膜片两侧.密封胶圈与纳米曝气膜连接为一体,边缘固定于基座和顶盖间的卡槽内,卡槽在紧固螺钉的作用下被密封.本发明可将气体切割为直径1~10nm的气泡,增加其与液相的接触,强化液相传质速率,提高曝气有效利用率,削减实际曝气量,节约设备***和运营成本.同时,也可降低气流对活性污泥的强烈冲刷作用,减少其机械流失的可能性,增加生物处理系统的稳定性,提高其运行效能.微纳米气泡与普通气泡在水中上升状态：气液传质率高，液体中气体的体积和直径共同决定了气液的比表面积，气液的比表面积又决定了气体的传质效率。通过气液界面的表面张力理论能够发现，当气泡的直径变小时，其表面张力对其的影响将会变得越明显。微纳米气泡相对于普通气泡拥有更小的直径，因此它受到其表面张力的影响更大并且在促使其收缩，同时逐渐增大气泡的内部压力。当微纳米气泡的收缩达到某一极限值时，气泡内部的气压将会趋于无限大，这种自增压效应会使微纳米气泡溶于水或者在水面处消失。通过上述过程，可以使得水中的气体溶解率达到一种过饱和的状态，实现了气液传质，同时产生较好的传质效率。界面电位高，微纳米气泡的界面ζ电位表示由于气泡表面吸附有电荷离子的双电层而形成的电势差，它是影响气泡表面吸附性能的重要因素。当微纳米气泡在水中发生收缩时，存在于气泡表面上的电荷离子，浓度将会迅速富集，使得微纳米气泡的界面电位迅速升高；微纳米气泡之前，在其界面位置会产生很高的界面电位。微纳米气泡特性及其在地下水修复中的应用：地下水的有机污染问题日益严峻,修复工作势在必行.对污染地下水修复技术的研究具有重大的理论和实际意义.本文在综述有机污染地下水原位修复技术的基础上,对传统地下水曝气法的污染修复效果进行分析评价;提出将微纳米气泡应用于地下水原位修复,通过试验研究,理论分析和有限元数值模拟等手段,对微纳米气泡的基本物理特性,在多孔介质中的运移特性以及污染地下水修复过程进行了系统的研究.采用离心模型试验,对地下水曝气法的影响区域,气体运动方式等进行研究.根据试验结果,完善了地下水曝气修复过程中两相渗流与溶质运移耦合分析的三维数值模型.数值模拟结果表明污染物的去除范围局限于曝气影响区域以内,溶质交换是主要的修复机理.曝气法增加地下水溶解氧的效果有限,生物降解效率较低.针对地下水曝气法影响范围小,增氧效率低的局限性,提出使用微纳米气泡强化修复技术.微纳米气泡气体传质,存在时间长,可有效提高地下水溶解氧,促进污染地下水的原位修复.自主研制了微纳米气泡细观观测系统,包括相机,显微镜头,激光器,三维可调节支架与图像处理软件等部分.结合粒度分析仪和界面电位分析仪,研究微纳米气泡的基本物理特性和运移特性.)