基于微米气泡的臭氧强化传质技术研究

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目前,使用臭氧-生物活性炭工艺的给水处理厂中臭氧接触池基本采用的是多孔曝气板进行曝气的臭氧传统接触方式。为了达到较高的臭氧吸收率,臭氧接触池池体设计普遍较高,增加了水处理构筑物和臭氧设备的建设成本,另外也使运行成本较高,限制了臭氧-生物活性炭工艺的推广,因此研究新型高效的臭氧接触工艺具有重要的理论意义和实用价值。本文主要从臭氧微气泡接触方式和传统接触方式的气泡直径分布、臭氧表观传质系数、臭氧吸收率和利用率、对有机物的去除效果进行了研究,并对比了两种臭氧接触方式的优劣。研究表明(:1)臭氧微气泡曝气方式下,随着进水流量由10L/min增至15L/min,气泡的索特平均直径逐渐增大;臭氧的表观传质系数由0.16min-1增至0.22min-1。(2)随着水深由1.0m增至2.0m,气泡的索特平均直径逐渐减小,臭氧的表观传质系数由0.20min-1增至0.26min-1。(3)进水流量Q=15L/min,水深h=2.0m时,臭氧微气泡接触方式产生的气泡粒径是传统接触方式的1/10左右,臭氧表观传质系数约为传统接触方式的2.4倍。(4)在臭氧微气泡接触方式和传统接触方式下,臭氧吸收率和利用率随臭氧投量的增加而减小,随空床停留时间的增加而增加,且臭氧吸收率也随水深增加而增大。微气泡接触方式的臭氧吸收率最高可达99.42%,利用率最高可达95.55%;传统接触方式的臭氧吸收率最高可达86.82%,利用率最高可达77.26%。(5)在水深1.0~2.0m,空床停留时间1.2~5.0min或臭氧投量0.5-2.0mg/L下,臭氧微气泡接触方式的有机物去除效果比传统接触方式要高,CODMn去除率相差最大时可达24%,单位臭氧投量的CODMn平均去除量相差最大时可达2.5mg/mg。
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