强化臭氧传质的研究进展

臭氧高级氧化法具有高效、无二次污染等优势,广泛用于各类废水处理,而臭氧在气液界面传质效率低增加了运行成本.依据臭氧传质理论,从改进气液两相接触器结构、加入促传剂、外场强化等方面综述了臭氧传质的研究现状及强化机理,并展望了强化臭氧传质的发展方向.     

陶瓷膜曝气强化臭氧传质研究

为了探究陶瓷膜曝气对臭氧气液传质的影响,对三种陶瓷膜进行了性能的表征与评价,并从陶瓷膜孔径、臭氧投加量、进气流量、温度、pH等方面对液相臭氧浓度和表观传质系数进行了考察。结果表明：1号陶瓷膜传质效果最好,其液相臭氧平衡浓度和表观体积传质系数（K_La）分别为微孔曝气的3倍和2.1倍。最佳的液相平衡臭氧浓度（10.20 mg/L）和K_La(0.519 2 min^-1)在1号陶瓷膜、臭氧投加量为43.92 mg/L、温度20℃、进气流量400 L/h,pH为7条件下取得。     

微泡反应器强化臭氧氧化处理酸性红18

采用微泡反应器强化臭氧氧化处理酸性红18(AR 18),考察了在微泡反应器中压力、液相温度、进口臭氧质量浓度、初始pH值以及染料初始质量浓度对AR 18染料废水脱色及矿化率(TOC去除率)的影响。结果表明:反应器压力对染料废水脱色及矿化影响较小;温度和初始pH值对废水脱色影响较小,但温度及适当初始pH值(2—10)增加有利于染料矿化;进口臭氧质量浓度的增加,有利于废水脱色及矿化。同时还将该微泡反应体系与传统鼓泡反应器进行对比研究,结果表明:微泡反应器中脱色及矿化效果都远高于鼓泡反应器,微泡反应器中废水完全脱色缩短了约12 min以上,氧化处理35 min后,微泡反应器中矿化率高达鼓泡反应器的3倍以上。     

电场强化臭氧向水中传质的试验研究

首次提出了利用电场强化臭氧向水中传质过程的方法,结果表明:电场能够强化臭氧向水中的传质过程,而且效果和电场的强弱有关,试验中所加电压越高,对于传质的加强效果越明显。当电压为8kV时,和没有电场的情况相比,总传质系数提高41%。该方法为研究臭氧向水中的传质提供了新的途径。     

射流曝气耦合超声强化臭氧传质及应用

利用臭氧射流曝气耦合超声,探讨了操作因素对溶解O3含量与传质系数的影响,并利用超声、臭氧射流曝气、臭氧射流曝气耦合超声降解对氯苯甲酸废水.结果表明,臭氧投加量32.38 mg/L,液相、臭氧进气体积流量分别为122、50L/h时,单独射流曝气的臭氧表观传质系数(KLa)为0.645 min-1;引入超声后,ALa可达1...     

微纳米气泡形成羟基自由基的研究进展

从微纳米气泡溶液中是否可以产生·OH、·OH的鉴别方法、·OH的生成机理以及强化·OH的生成等几个方面论述了微纳米气泡溶液中生成·OH的研究进展.电子自旋共振技术和荧光分光光度法作为检测·OH的2种技术,均存在一定的误导性,对于荧光分光光度法,最重要的就是排除H2 O2的干扰.此外,目前要获得含有高浓度·OH的微纳米气...     

羟基自由基对沸石分子筛合成影响的研究

使用过硫酸钠作为助剂,其水溶液在一定温度下热解产生羟基自由基,与未加入过硫酸钠的分子筛反应液空白实验对照。使用电子顺磁共振(EPR)表征了过硫酸钠溶液中的羟基自由基,使用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了不同晶化时间的产物。结果表明,两组实验在80℃条件下晶化相同时间,未加入过硫酸盐的实验,沸石分子筛产物先生成NaA沸石,而后逐渐转变为方钠石;加入过硫酸钠盐后,产物前期主相即是方钠石,仅产生痕量的NaA沸石,随后很快生成纯的方钠石。羟基自由基可以提高沸石分子筛合成过程中的相选择性和合成效率。     

超声波对臭氧消毒过程中传质效率影响研究

为改善污水臭氧消毒过程中臭氧传质效率低的缺点,采用超声波来提高液相中臭氧浓度及其传质效率。通过改变超声波辐射时间、功率和频率3个参数,考察其对臭氧浓度及传质效率的影响。结果表明,当超声波辐射75 s时,臭氧传质系数最大;超声波功率由0增加到110 W时,液相臭氧浓度和传质系数随功率升高而增大,当达到110W时,不再增长;传质系数和液相臭氧浓度随频率的增长而增大。     

催化臭氧化反应体系中羟基自由基的产生及影响因素

采用高效液相色谱法从pH、捕获剂浓度、催化剂浓度以及反应时间等几个方面对Fe2 /O3反应体系中OH的生成的影响因素进行了分析评价.研究结果表明,Fe2 /O3反应体系生成·OH的最佳pH值为4.0,反应体系中Fe2 /O3的最佳摩尔比为0.10.随Fe2 与O3接触反应进行,·OH的浓度趋于稳定.     

臭氧相关水处理工艺及其传质特征研究进展

通过对臭氧的性质和不同的反应机理介绍,回顾了臭氧在水处理中的应用发展概况,并介绍了臭氧在实际处理应用中的设备的3个关键部分,包括臭氧发生器、臭氧接触反应系统和臭氧破坏装置。在工艺设计、活化及催化方法开发的基础上,臭氧在水中传质过程的优化也是技术创新的重要环节,所以本文阐述了臭氧的传质速率影响因素,而臭氧接触器是改善传质的具体工程手段。基于人们对臭氧传质过程的理解,逐渐对臭氧接触器进行了设计和改进,本文对几种典型类型的接触器的发展历程和研究现状进行了介绍,并且对其各自的传质特征研究进行对比与总结,结果得出大流量工况下静态混合器的体积传质系数K_La高达2s^-1,而小流量工况下射流式接触器和微气泡反应器的K_La可分别达到216.15s^-1和4000s^-1,并且发现臭氧反应中仍有某些问题需要进一步研究,如气泡直径等参数可以多加注意和臭氧体系中的界面反应的进一步研究。     

羟基自由基对蜜梨多酚氧化酶活力的影响

探究羟基自由基对多酚氧化酶酶活力的抑制效果,为相关研究及其在果蔬保鲜中的应用提供参考。利用含2%PVPP的磷酸盐缓冲液处理蜜梨,用丙酮提取酶蛋白,在不同的温度中,用一定摩尔比制成的Fenton试剂处理蛋白稀释液,以邻苯二酚作为反应底物,用分光光度法测量多酚氧化酶活力。摩尔比为3∶2的Fenton试剂对酶活力的抑制作用最强,10℃反应温度对酶活力没有抑制效果,37℃反应温度对酶活力抑制作用最强。     

多相反应体系强化传质的领航者“微界面强化反应技术”

<正>南京延长反应技术研究院是由南京市江北新区、陕西延长石油集团、南京大学、南京大学微界面强化反应技术团队四方合作共建的新型研发机构。研究院结合南京大学既有的部级工程研究中心、部级重点实验室,发挥南京大学微界面强化反应技术研发团队的技术优势,以推动产业升级、促进科技创新、加快项目落地为导向,与各方合作组建了南京微能化工科技有限公司、南京大江清源环保科技有限公司、南京巨科华盈能源科技有限公司、极弧界工程咨询有限公司。研究院已获得过程强化领域的国内外发明专利100余项,其中包括6项美国、欧洲专利。     

臭氧化微气泡强化气浮技术研究

通过将臭氧与微气泡有机结合,对比分析了臭氧化微气泡强化气浮工艺与传统微孔曝气臭氧气浮工艺在气泡特性、臭氧利用率、常规指标去除、藻细胞再生长抑制等方面的差异,考察了臭氧化微气泡对各类藻源有机物污染指标的去除规律,并对臭氧化微气泡与絮体的黏附机理进行了研究分析。研究表明,臭氧化微气泡的直径在43～55μm间分布,微孔曝气臭氧气泡的直径在550～700μm之间,微气泡提高了比表面积并降低了上升速度,相比传统工艺,臭氧的吸收率和利用率分别提高了41.9%和46.2%。此外,两种工艺对藻细胞、浊度、UV254的去除率随臭氧投加量的增加而提高,相比传统工艺,臭氧微气泡强化气浮最高去除率分别提高了54.2%、67%、26.8%,经过处理后的出水中藻细胞已无明显的再生长趋势。臭氧投加量的增加降低了气泡直径并增大了气泡密度,微气泡提高了絮凝效率,臭氧破坏了藻细胞的结构。     

旋转微气泡反应器强化臭氧降解水中对硝基苯酚

臭氧氧化技术在水处理系统中具有良好的应用前景,但实际应用中受到臭氧传质及氧化选择性的限制。故本研究以对硝基苯酚废水为研究对象,采用一种新型旋转微气泡反应器,通过多孔陶瓷填料的旋转将臭氧气泡尺寸破碎至微米级别,实现对废水降解过程的强化,同时本研究还进一步考察了操作条件对臭氧传质过程和臭氧分解产生羟基自由基过程的影响规律。实验结果表明,提高反应器转速和气体流量可以加快臭氧传质和羟基自由基产率,同时提高溶液pH也可以提高羟基自由基产率进而提高对硝基苯酚的去除率。与其他操作变量相比,反应器转速的影响最为明显,说明改善臭氧气泡流体力学行为能有效地提高对硝基苯酚的去除效果,体现反应器强化臭氧体系的可行性。此外,二甲亚砜的加入抑制了对硝基苯酚的去除,说明臭氧的间接氧化方式是降解对硝基苯酚的一种重要途径。本研究结果为旋转微气泡反应器在臭氧氧化降解过程中开发及应用提供合理指导。     

保健酒的配制及其羟基自由基清除率的测定

以罗丹明B(RB)为显色剂,在酸性条件下芬顿(Fenton)体系产生的羟基自由基(·OH)能够迅速氧化RB使其溶液在554 nm处吸光度下降,可测定·OH的产生量;保健酒具有消除·OH的功能,使溶液吸光度下降的程度削弱,保健酒加入体系前后吸光度的差值(ΔA)与保健酒对·OH的清除率成正比,以此建立了·OH清除率的评价方...     

超声场与添加剂对鼓泡塔中传质性能的影响?

利用超声场鼓泡塔和双电导探针气泡特征参数测量仪实时测定了加入不同种类和不同浓度添加剂前后鼓泡塔内氨气气含率与传质系数变化规律。实验结果表明：无添加剂时,超声频率为20-50-100 kHz组合,功率100 W时,鼓泡塔内气含率比无超声作用时增加了37%~74%,传质系数增大了39%~61%;气含率和传质系数随加入正辛醇浓度的增大呈现逐渐增长的趋势,当正辛醇浓度超过1.0%(V)时,气含率和传质系数趋于稳定;超声频率为20-50-100 kHz组合,超声功率100 W,正辛醇浓度为1.0%时鼓泡塔内气含率比无添加剂加入时增加了20%,传质系数增大了16%,可见超声场与添加剂协同作用有利强化气液相间分布、提高传质效果。     

鼓泡浆态床反应器中传质对费托合成的影响

采用建立数学模型的方法在鼓泡浆态床反应器体系中讨论了传质对费托合成反应行为的影响.通过改变传质系数定性探讨了费托合成反应体系传质控制和动力学控制,并给出了其三维示意图.在传质控制区,重点讨论了传质的变化对费托合成反应产物分布的影响.结果表明,在传质控制区,传质增强,产物烯烷比增大,甲烷选择性降低.传质增强,将促进重组分的生成.     

喷嘴结构对射流鼓泡反应器混合和传质性能的影响

喷嘴结构对射流鼓泡反应器的混合和传质性能具有重要的影响。以空气-水作为模拟介质,使用双探头电导探针、电解质示踪法和动态溶氧法,对比研究了缩径式圆形喷嘴和旋扭三角形喷嘴对射流鼓泡反应器中气泡尺寸分布、平均气含率、液相混合时间和气液传质系数的影响规律。实验发现,随着气速或液体射流Reynolds数的增大,两种喷嘴对应的平均气含率、液相混合时间和气液传质系数具有相同的变化规律;与缩径式圆形喷嘴相比,采用旋扭三角形喷嘴的射流鼓泡反应器中气泡尺寸更小,平均气含率更高,宏观混合时间更短;当气体输入功占总输入功比例超过20%时,喷嘴结构对气液传质系数的影响较小,当气体输入功占总输入功比例小于20%时,旋扭三角形喷嘴的气液传质性能优于缩径式圆形喷嘴。研究结果可为工业射流鼓泡反应器喷嘴结构的优化提供理论指导。     

喷嘴结构对射流鼓泡反应器混合和传质性能的影响

喷嘴结构对射流鼓泡反应器的混合和传质性能具有重要的影响。以空气-水作为模拟介质,使用双探头电导探针、电解质示踪法和动态溶氧法,对比研究了缩径式圆形喷嘴和旋扭三角形喷嘴对射流鼓泡反应器中气泡尺寸分布、平均气含率、液相混合时间和气液传质系数的影响规律。实验发现,随着气速或液体射流Reynolds数的增大,两种喷嘴对应的平均气含率、液相混合时间和气液传质系数具有相同的变化规律;与缩径式圆形喷嘴相比,采用旋扭三角形喷嘴的射流鼓泡反应器中气泡尺寸更小,平均气含率更高,宏观混合时间更短;当气体输入功占总输入功比例超过20%时,喷嘴结构对气液传质系数的影响较小,当气体输入功占总输入功比例小于20%时,旋扭三角形喷嘴的气液传质性能优于缩径式圆形喷嘴。研究结果可为工业射流鼓泡反应器喷嘴结构的优化提供理论指导。     

分散颗粒和超声场对鼓泡塔内传质性能的影响

用双电导探针气泡特征参数测量系统实时测定超声场与分散颗粒(活性炭)对鼓泡塔水+CO₂体系气泡Sauter直径和体积传质系数影响的变化规律。实验结果表明:无活性炭颗粒添加时,多频超声场比单频超声场更有利于提高体积传质系数,输入功率为100 W、组合超声频率为20-50-100 kHz时,体积传质系数增幅达40%~64%;加入活性炭颗粒后,体积传质系数随加入活性炭固含量的增大呈现先增大后逐渐减少的趋势,气泡Sauter直径变化规律相反,当体系中活性炭固含量为1.0 kg·m^-3时,传质增强最明显。体积传质系数随加入活性炭粒径的减小呈现增大的趋势。与无活性炭颗粒(d_s=0)比较,活性炭(固含率1.0 kg·m^-3)粒径d_s=38 μm时,液相体积传质系数在扣除吸附传质效果后仍增大1.58倍,同时引入超声场后,当组合超声频率为20-50-100 kHz,超声功率100 W时,液相体积传质系数增大2.02倍,可见超声场和分散颗粒对气液传质有显著的协同强化作用。