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臭氧由于其强氧化性,可以氧化多种物质,且耗量少,反应快,产生二次污染少,但是臭氧较不稳定,在水中的溶解度不高,因此实际应用中臭氧的传质效率较低且很难获得高浓度的臭氧水溶液。为了解决这些问题,本文基于现有的微气泡产生技术,设计出适合添加磁场,拆装方便,效果优良的微气泡发生器,并利用该发生器进行了有关磁助微气泡强化臭氧传质和磁助微气泡强化臭氧降解罗丹明B的试验研究,通过磁场与微气泡发生技术相结合的方式,达到强化臭氧传质,提高传质效率的目的。本研究的主要结论如下: (1)在磁助微气泡强化臭氧传质的试验中,相同的试验条件下,相比于传统曝气方式,利用磁场与微气泡相结合的方式获得的水中溶解臭氧量提高了72.6%。推测磁场强化传质效果的原因主要是:蒸馏水在磁场的影响下,表面张力降低,液膜对臭氧气体扩散的阻力减小,臭氧气体分子更易穿过液相薄膜进入水溶液主体中,从而强化了吸收过程; (2)在磁助微气泡强化臭氧传质的试验中,当臭氧气体流速较低时就可以获得较高浓度的臭氧水,试验中臭氧进气量Q为0.5 L/min时获得的溶解效果优于进气量Q为1.0 L/min时的溶解效果,传质系数kLa值随着臭氧进气量的增加而增加,进气量越小气液比就越低,越利于产生微气泡;液面高度h越高水中溶解的臭氧浓度就越低,传质系数kLa值也随着液面高度h的增加而降低;同时溶剂的pH值也影响着传质效果,pH值越低,水中溶解的臭氧浓度越高,传质系数越高; (3)在磁助微气泡臭氧氧化降解罗丹明B的试验中,施加磁场后,对罗丹明B的降解起到了促进作用,与不施加磁场相比,脱色率提高了28.2%,CODCr去除率提高了10%; (4)在磁助微气泡臭氧氧化降解罗丹明B的试验中,磁场存在时,罗丹明B溶液的初始pH值越低,降解效果越优,试验中pH值为2时,降解效果最佳;臭氧进气量Q一定时,罗丹明B溶液初始浓度越高,降解效果越差;较低的臭氧进气量就可获得优良的降解效果,充分提高了臭氧的利用率,试验中Q为0.5L/min就可以达到Q为1.0 L/min时的降解效果;另外,降解过程中添加一定量的无机盐会改变降解效果,盐效应对去除效果的影响主要取决于无机盐对羟基离子(·OH)产生的抑制情况和对染料分子溶解的情况,试验中添加硫酸钠可以明显改善降解效果; (5)罗丹明B的脱色主要是由于染料中的发色基团苯氨基、羰基键和芳环结构被臭氧破坏,形成了无色化合物。 目前该技术还处于实验阶段,磁铁的密封工作以及微气泡发生器的防锈工作还有待提高,磁场强化臭氧传质的理论还不完善,希望本课题的研究对如何强化臭氧传质能够起到一定的推动作用。