Οι αυξημένη συχνότητα εμφάνισης των επιβλαβών ανθοφοριών φυκιών σε μη τρεχούμενα νερά (HABs) έχει κεντρίσει την ανάγκη για νέες τεχνικές διαχείρισης υδάτινων σωμάτων και τεχνολογίες βιώσιμης επεξεργασίας. Παραδοσιακά, οι εταιρείες διαχείρισης υδάτινων πόρων ,βασίζονται σε δύο μεθόδους για τη διαχείριση της άνθησης των φυκιών: Χημικά (όπως τα αλγοκτόνα και στυπτηρία) και τον διάχυτο αερισμό.
- Η θεραπεία με χημικά φύκια μπορεί να είναι προσωρινά αποτελεσματική, αλλά η τακτική εφαρμογή της χημείας έχει εγείρει ανησυχίες σχετικά με τη βιοσυσσώρευση και τις επιπτώσεις στους υπολοιπους οργανισμους.
- Ο διάχυτος αερισμός είναι μια μέθοδος για την ανάμειξη του υδάτινου σώματος και είναι αναποτελεσματικός στην αύξηση των επιπέδων διαλυμένου οξυγόνου, ειδικά κοντά στο ίζημα όπου μπορεί να είναι πιο σημαντικό.
Η έγχυση υπολιμνητικού οξυγόνου έχει κερδίσει την προσοχή ως μέθοδος για την αποκατάσταση της ποιότητας του νερού των λιμνών . Η αύξηση των επιπέδων διαλυμένου οξυγόνου κοντά στο ίζημα μπορεί να οδηγήσει σε μετατόπιση της μικροβιακής δραστηριότητας, επιτρέποντας στις αερόβιες μικροβιακές διεργασίες να επιταχύνουν την πέψη των οργανικών και αύξηση της χημικής οξείδωσης που οδηγεί σε οξειδωμένα μέταλλα και δέσμευση φωσφόρου και αζώτου. Οι νανοφυσαλίδες έχουν αποδειχθεί ως αποτελεσματική μέθοδος για έγχυση οξυγόνου .
Οι νανοφυσαλίδες παρουσιάζουν διαφορετική συμπεριφορά από τις μεγαλύτερες φυσαλίδες , λόγω του εξαιρετικά μικρού τους μεγέθους γεγονός που τις καθιστά μια εξαιρετικά αποτελεσματική μέθοδο έγχυσης οξυγόνου. Διαφορετικές από τον κοινό αερισμό, ο οποίος χρησιμεύει κυρίως για την κάθετη ανάμειξη ενός υδάτινου σώματος, οι νανοφυσαλίδες χρησιμοποιούνται ως μέθοδος έγχυσης αερίου, μεταφέροντας το οξυγόνο στη φυσαλίδα έως και 20 φορές πιο αποτελεσματικά από τις μεγαλύτερες φυσαλίδες. Επιπλέον, αυτές οι μικρές φυσαλίδες δημιουργούν μια ήπια οξειδωτική επίδραση που συμβάλλει στην άμεση διάσπαση των φυκών και στην οξείδωση των οργανικών ουσιών.
Σε μια πρόσφατη εγκατάσταση στη Βόρεια Καλιφόρνια, η έγχυση νανοφυσαλίδων χρησιμοποιήθηκε για την αύξηση των επιπέδων οξυγόνου σε ένα αστικό υδάτινο σώμα που αντιμετώπιζε επίμονη υπολιμνητική ανοξία που οδηγεί σε άνθηση των φυκιών. Σε περιόδους έντονης ανθοφορίας, η περιοχή ήταν κλειστό για τη δημόσια αναψυχή λόγω των επικίνδυνων επιπέδων τοξινών από φύκια. Η λίμνη έχει έκταση περίπου 10 στρέμματα με μέγιστο βάθος τα 6 μέτρα, αλλά συνήθως υπήρχαν ανοξικές συνθήκες κάτω από 3 μετρα.
Τρεις γεννήτριες νανοφυσαλίδων 150 GPM με ενσωματωμένη παραγωγή οξυγόνου, εγκαταστάθηκαν για ανακυκλοφορία. Οι γραμμές αναρρόφησης και εκκένωσης ήταν ειδικά προσανατολισμένες ώστε να αντλούν νερό από και να το εισάγουν ξανά στο υπολιμνητικό στρώμα για να αποτρέπεται η θερμική ανάμειξη.
Μέσα σε δύο εβδομάδες από την εφαρμογή τις γεννήτριας νανοφυσαλίδων, τα επίπεδα οξυγόνου είχαν αυξηθεί στο στρώμα του ιζήματος από 0 ppm σε 3,5 ppm, επίπεδα επαρκή για να υποστηρίξουν την αερόβια μικροβιακή δραστηριότητα. Επιπλέον, μέσα σε τέσσερις εβδομάδες από την εφαρμογή τις τεχνολογίας, το οξυγόνο είχε αυξηθεί σε επίπεδα σταθερά πάνω από 5 ppm, αρκετά υψηλά για να υποστηρίξει ένα υγιές οικοσύστημα ψαριών.
Παρακολουθήθηκαν επίσης οι δυναμικές τιμές οξείδωσης-αναγωγής, που συχνά αναφέρονται ως τιμές ORP ή οξειδοαναγωγής. Μαζί με την αύξηση του διαλυμένου οξυγόνου, οι τιμές ORP μετατοπίστηκαν από -350 mV, υποδεικνύοντας ένα έντονα αναγωγικό, αναερόβιο περιβάλλον σε +400 mV, υποδεικνύοντας οξειδωτικές συνθήκες που μπορούν να υποστηρίξουν την οξείδωση του σιδήρου και τη δέσμευση αμμωνίας και φωσφόρου. Αντίστοιχα με την αύξηση του οξυγόνου και του ORP, οι τιμές των υπολιμενικών φωσφορικών και των ορθοφωσφορικών εμφάνισαν μείωση 75% και 68% αντίστοιχα, μειώνοντας έναν βασικό παράγοντα που συμβάλλει στην άνθηση των φυκών και στο κλείσιμο των λιμνών.Η επεξεργασία του νερού, είτε σε μια μικρή λίμνη είτε σε μια μεγάλη λίμνη, μπορεί να είναι μια πρόκληση. Οι παραδοσιακές μέθοδοι χημικής επεξεργασίας και ο συμβατικός αερισμός μπορεί να έχουν μειονεκτήματα, τόσο περιβαλλοντικά όσο και οικονομικά.
Η Προηγμένη Τεχνολογία για την Οξυγόνωση, Οξείδωση, Απολύμανση και Βελτίωση των Ποιοτικών Χαρακτηριστικών του Νερού και των Υγρών Αποβλήτων, χωρίς τη χρήση χημικών, για τον έλεγχο των φυκιών παρέχουν μια μέθοδο χωρίς χημικά, οικονομικά αποδοτική για τη μακροπρόθεσμη διαχείριση λιμνών και λιμνών. Εγκαταστάσεις όπως αυτή στη Βόρεια Καλιφόρνια καταδεικνύουν την αποτελεσματικότητα των νανοφυσαλίδων για έγχυση οξυγόνου και τη χρήση οξυγόνωσης βαθέων υδάτων ως βιώσιμη μέθοδο για τη διαχείριση της υγείας των υδάτινων σωμάτων.
Πλεονεκτήματα από την χρήση γεννήτριας νανοφυσαλίδων της Moleaer, Inc. USA.
Μέσω της οξυγόνωση του νερού και της ήπιας οξειδωτικής τους δράσης, οι νανοφυσαλίδες προσφέρουν τα παρακάτω οφέλη στην ποιότητα του νερού και των περιβαλλοντικών συνθηκών του υδάτινου οικοσυστήματος:
- Αύξηση των συγκεντρώσεων διαλυμένου οξυγόνου του νερού
- Καταπολέμηση αλγών
- Βελτίωση της διαύγειας του νερού
- Μείωση φαινομένων ευτροφισμού
- Οξυγόνωση και βιολογική αποσύνθεση λάσπης που έχει καθιζάνει στον πυθμένα
- Αύξηση στα θαλάσσια είδη και ψάρια
- Καταπολέμηση κουνουπιών, μυγών και εντόμων
- Καταπολέμηση οσμών
- Μείωση θανάτου ψαριών
- Μείωση φωσφόρου κατά 76% & ορθοφωσφορικού κατά 72%.
- Μείωση σιδήρου, αμμωνίας και άλλων μετάλλων.
