天津大学科学技术发展研究院

成果推介|天津大学高价值科技成果系列之:王天志团队——微纳米气泡技术

日期:2026-01-20 作者: 浏览:


视频链接:https://mp.weixin.qq.com/s/Dd5NzxyrpcnqTX-aV6fWrA

所属领域

  • 水环境治理与生态修复

成果介绍

痛点一:机理不清、粒径难控

当前微纳米气泡装备在工程放大中,常见问题是气泡细化机理、气泡在复杂水体中的运动、聚并和溃灭规律不清,导致发生器关键部件选型不科学、阻力大、单位产泡能耗高,且粒径分布与稳定性难以长期保持。

技术优势:

以“释压发射头”为核心,设计可复制的装备化单元,通过流道内机械切割和出口释压细化实现稳定产泡;结合分子动力学、复杂物理场、多相流模拟与自建测试系统,构建“结构-压力-粒径”关联模型,从而支持结构优化与工程放大,实现低阻低耗、粒径可控与稳定运行。


痛点二:黑臭治理费高、效果波动

传统曝气气泡粒径大、上浮快,有效传质时间短;长距离河道需要大规模铺设与持续运行,电耗高、费用高。同时真实水体中悬浮物、藻类、有机物会改变气泡界面过程,使治理效果易波动、运维频繁,达标存在不确定性。
技术优势:
微纳米气泡显著延长气液接触时间、提升溶氧与传质效率,并可与臭氧等气源协同实现增氧与氧化一体化强化;装备具备低阻低耗与高性价比,适配河道长距离、低能耗运行场景,降低运行费与维护强度,提升达标稳定性。


痛点三:工业废水药耗大、效率偏低

工业废水难降解、成分复杂,传统工艺依赖高投加药剂和氧化剂,但传质与反应效率受限,造成药耗与能耗高、处理周期长、抗波动能力弱。
技术优势:
通过微纳米气泡强化臭氧或氧气溶解与界面反应,提升氧化利用效率与反应速率;在同等或更低投加条件下实现更高COD去除、脱色与可生化性提升,减少药剂用量与综合运行费用,并更适合连续化与规模化改造升级。


痛点四:养殖增氧不足、尾水压力大

高密度养殖对溶氧与水质稳定性要求极高,传统增氧效率有限、氧分布不均;尾水氨氮和有机物累积带来频繁换水与处理压力,病害风险上升,部分养殖场仍依赖抗生素或消毒剂维持系统稳定。
技术优势
微纳米气泡增氧具有溶解快、维持时间长、分布均匀的特点,可提升养殖系统溶氧与抗波动能力;在需要时可切换臭氧等气源实现水体抑菌与降解有机物的协同强化,降低尾水处理压力,支撑更高养殖密度与更稳定的健康养殖。


痛点五:清洗不彻底、化学依赖强

在食品表面污染、农残去除、精密制造(如芯片/部件)清洗等领域,传统清洗方法往往依赖强碱、溶剂、表面活性剂以及高温高耗,可能带来二次污染、腐蚀或损伤,且清洗效果有限,成本高。

技术优势:
利用纳米级气泡的高界面效应与粒径可控特性,形成以表面脱附为主、溶解传质与氧化去除协同的清洗机制,在降低化学品依赖的同时提升残留去除效率;并可根据应用场景匹配气泡粒径与气源类型,兼顾清洗彻底性、基材友好性与能耗控制,覆盖果蔬清洗到精密清洗等多类需求。

主要指标


团队介绍

团队负责人王天志,现任天津大学环境科学与工程学院副教授,博士生导师,天津大学科技创新领军人才,天津市宁河区产业领衔专家,获首届天津大学青年科学奖、天津市留学回国人员创业人才项目。长期聚焦微纳米气泡技术的机理创新与工程应用,强调多学科交叉融合,形成“技术突破—商业转化”的特色科研体系。团队核心方向包括水中纳米级气泡成核机制、气泡边界微环境与界面电化学特性、原位高浓度·OH产生过程及相关高端设备制造,并拓展至表面清洗、水质提升与安全保障、水产高密度养殖、工业废水快速处理等领域应用。

知识产权

近年来主持国家级、省部级科研项目20项、总经费超600万元;发表SCI论文60余篇(第一/通讯作者40篇),出版专著1部;申请专利50余项、授权30余项,获得天津主流资本基金投资,技术估值约5000万元并入选天津OTC专板培育企业,独立自主地实现了微纳米气泡技术产业化落地。

应用领域

    农村黑臭水体零药剂治理,水库藻类控制、饮用水水质提升与安全保障、水产高密度养殖、工业废水快速氧化、表面清洗等多个领域。

    合作对接

    合作方式:专利许可、转让、作价入股等。

    联系方式:成果转化处 022-27400019   cgzh@tju.edu.cn

    意向征集

    咨询电话:成果转化处 022-27400019

    征集邮箱:cgzh@tju.edu.cn

    办公地址:天津大学北洋园校区1895行政楼B203

    信息下载:关注下方二维码获取征集信息表


    关闭

    校内链接: 天津大学 天津大学办公网

    校外链接: 国家自然科学基金委员会 中华人民共和国科学技术部 中华人民共和国教育部 中华人民共和国国家发展和改革委员会

    访问统计:

    天津大学科学技术发展研究院 地址:天津市津南区海河教育园区雅观路135号

    E-mail: kjc@tju.edu.cn

    版权所有:天津大学Copyright © 2010 - 2025 kj.tju.edu.cn