本发明属于水处理领域，特别是涉及一种不同ζ电位的高浓度微纳米气泡制备系统和方法。
背景技术：
1、微纳米气泡(mnbs)指尺寸小于100μm的气泡，与普通气泡相比，具有比表面积大、水中停留时间长、传质效率高、界面电位高、破裂瞬间可释放自由基等特点，被广泛应用到环境治理、农业种植、水产养殖、矿物浮选等多个领域。
2、常见的微纳米气泡制备方式有电解法、溶气释气法、光催化法、超声空化法、分散空气法等，但是，通常情况下微纳米气泡制备装置生成的mnbs的ζ值几乎均为负值，关于如何将mnbs的ζ值变为正值还有待进一步研究。
3、ζ电位的数值与胶态分散的稳定性有关，是用于度量颗粒之间相互排斥或吸引力强度的度量标准。ζ电位的绝对值越高，体系就越稳定，影响分散体系ζ电位的因素主要包括三个方面：ph、电导率、盐的类型，因此，ζ电位的控制也主要从这三方面展开。针对这几方面的ζ电位调控的研究，国内外学者已经做了很多相关研究，在ph＝2时制备得到了ζ电位为26mv的微纳米气泡，在ph＝8.5时制备得到了ζ电位为-28mv的微纳米气泡，并发现当ph＝4.5时，ζ电位变为0mv，当ph＝10时，ζ电位变为-59mv。这说明微纳米气泡在很宽的ph范围内都带负电荷，在酸性条件下电位成正；改变电导率值仅能在负值范围内改变ζ电位的值；通过添加表面活性剂(例如二甲基双十八烷基溴化铵)、金属离子(fe3+、al3+)等改变组成成分，可以将界面ζ电位变为正值，这是因为表面活性剂亲水端带正电，当表面活性剂浓度增加，界面的电荷极性和ζ电位都会改变，当表面活性剂浓度超过临界值，原本的负电荷就会被中和，ζ电位会由负变正。除此以外，还有研究发现氧气微纳米气泡和空气微纳米气泡的稳定ζ电位分别为-38mv和-45mv，这可能与气体的电离能高低有关。
4、因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种不同ζ电位的高浓度微纳米气泡制备系统和方法，用于解决现有技术中微纳米气泡ζ电位难以控制的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种不同ζ电位的高浓度微纳米气泡的制备系统，所述制备系统包括：
3、气液混合装置；
4、供气装置，所述供气装置用于提供气源，所述供气装置的输出端通过进气管路与所述气液混合装置连接，所述气源通过进气管路进入所述气液混合装置中；
5、mnbs制备容器，所述mnbs制备容器用于提供循环的水溶液，所述mnbs制备容器的输出端通过进液管路与所述气液混合装置连接，所述水溶液通过所述进液管路进入所述气液混合装置中，进而所述气源与所述水溶液在所述气液混合装置中进行预混合形成一次微纳米气泡混合溶液；
6、微纳米气泡发生装置，所述微纳米气泡发生装置用于制备微纳米气泡，所述微纳米气泡发生装置的输出端通过第一排液管路与所述mnbs制备容器连接，所述微纳米气泡发生装置的输入端与所述气液混合装置的输出端连接，所述混合气液进入所述微纳米气泡发生装置中形成初级高浓度微纳米气泡，进而通过所述第一排液管路进入所述mnbs制备容器中；
7、排液装置，所述排液装置通过第二排液管路与所述mnbs制备容器连接，用于排出所述mnbs制备容器中的微纳米气泡。
8、优选地，所述供气装置上设置有总控制阀，且所述进气管路上设置有气流量控制阀，所述进液管路上设置有水流量控制阀。
9、优选地，所述气液混合装置的输出端通过气液管路与所述微纳米气泡发生装置连接，所述气液管路上设置有压力表，所述压力表用于测量所述微纳米气泡发生装置内部的压力值。
10、优选地，所述微纳米气泡发生装置为压力装置或机械切割装置，所述机械切割装置包括剪切罐、压力罐、超声装置中的一种或几种。
11、本发明还提供一种不同ζ电位的高浓度微纳米气泡的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
12、s1、提上述的不同ζ电位的高浓度微纳米气泡微纳米气泡的制备系统；
13、s2、将供气装置中的气源和mnbs制备容器中的水溶液以一定的流量比分别进入气液混合装置中发生预混合，得到混合气液；
14、s3、所述混合气液流至微纳米气泡发生装置中，在一定压力和温度下形成初级高浓度微纳米气泡；
15、s4、将所述初级高浓度微纳米气泡通过第一排液管路回到所述mnbs制备容器中，然后重复步骤s2和步骤s3，循环制备一段时间，然后所述mnbs制备容器中的气液混合物通过第二排液管路排出，得到更高浓度的次级高浓度微纳米气泡。
16、优选地，步骤s2中所述气源与所述水溶液进入气液混合装置中的流量比为1:3～1:50。
17、优选地，步骤s2中所述气源为氮气、氧气、空气、二氧化碳中的一种或组合。
18、所述水溶液为超纯水或以水为溶剂的水溶液。
19、优选地，步骤s3中所述压力为0.1～0.5mpa，所述温度为5～50℃。
20、优选地，步骤s4中得到的所述微纳米气泡中所述微纳米气泡的含量为107～108个/ml，所述微纳米气泡的ζ电位范围为-50mv～50mv。
21、如上所述，本发明的不同ζ电位的高浓度微纳米气泡制备系统和方法，具有以下有益效果：
22、本发明中的制备系统可实现一次制得初级高浓度微纳米气泡，也可以循环制更高浓度的次级高浓度微纳米气泡，通过控制气源的不同、水溶液的ph、循环制备的时间或添加表面活性剂等物质，实现不同ζ电位的高浓度微纳米气泡的制备，且制备微纳米气泡的效率更高。
23、本发明中不同ζ电位的高浓度微纳米气泡制备方法简单高效，通过采用不同气源、在不同ph下制备微纳米气泡或额外添加表面活性剂等物质，微纳米气泡使得表面ζ电位的值发生改变；本发明中的制备方法易实现工业化生产，所制备的微纳米气泡中微纳米气泡的含量可达到107～109个每毫升，微纳米气泡的电位范围在-50～50mv之间且气泡维持时间久且稳定，所制备的高浓度微纳米气泡可应用于环境治理、农业种植、水产养殖、矿物浮选、半导体元件清洗、医药科学、生命科学等领域。
1.一种不同ζ电位的高浓度微纳米气泡的制备系统，其特征在于，所述制备系统包括：
2.根据权利要求1所述的不同ζ电位的高浓度微纳米气泡的制备系统，其特征在于：所述供气装置上设置有总控制阀，且所述进气管路上设置有气流量控制阀，所述进液管路上设置有液体流量控制阀。
3.根据权利要求1所述的不同ζ电位的高浓度微纳米气泡的制备系统，其特征在于：所述气液混合装置的输出端通过气液管路与所述微纳米气泡发生装置连接，所述气液管路上设置有压力表，所述压力表用于测量所述微纳米气泡发生装置内部的压力值。
4.根据权利要求1所述的不同ζ电位的高浓度微纳米气泡的制备系统，其特征在于：所述微纳米气泡发生装置为压力装置或机械剪切装置，所述机械剪切装置包括剪切罐、压力罐、超声装置中的一种或多种。
5.一种不同ζ电位的高浓度微纳米气泡的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的不同ζ电位的高浓度微纳米气泡的制备方法，其特征在于：步骤s2中所述气源与所述水溶液进入气液混合装置中的流量比为1:3～1:50。
7.根据权利要求5所述的不同ζ电位的高浓度微纳米气泡的制备方法，其特征在于：步骤s2中所述气源为氮气、氧气、空气、二氧化碳中的一种或组合。
8.根据权利要求5所述的不同ζ电位的高浓度微纳米气泡的制备方法，其特征在于：所述水溶液为超纯水或以水为溶剂的水溶液。
9.根据权利要求5所述的不同ζ电位的高浓度微纳米气泡微纳米气泡的制备方法，其特征在于：步骤s3中所述压力为0.1～0.5mpa，所述温度为5～50℃。
10.根据权利要求5所述的不同ζ电位的高浓度微纳米气泡的制备方法，其特征在于：步骤s4中得到的所述微纳米气泡中所述微纳米气泡的含量为107～109个/ml，所述微纳米气泡的ζ电位范围为-50mv～50mv。
