曝气是实现臭氧在水中高效传递的关键,在整个曝气过程中臭氧的气液传质是以气泡为媒介发生的,因此气泡尺寸与气液传质过程有着密不可分的联系。论文采用具有微孔结构的聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜对臭氧进行曝气,分别从气泡粒径分布和表观传质系数两方面对臭氧的气液传质过程进行了研究,且在原有体系中引入超声进行了强化传质研究,探讨了两种体系所对应的强化传质机制,并对模拟印染废水的处理效果进行考察。论文基于图像法对PTFE中空纤维膜曝气制造的气泡粒径分布进行了研究,结果表明:在进气流量为100L/h～500L/h的条件下,PTFE中空纤维膜所制造的气泡平均粒径在36.4μm到51.8μm之间;PTFE中空纤维膜的膜孔径不断增大时,形成的气泡粒径显著增加;气泡的尺寸与膜的亲疏水性有关,亲水性膜的平均气泡粒径小于疏水性膜;PTFE中空纤维膜所制造气泡尺寸小于微孔曝气;液相流体表面张力减小、黏度增加、矿化度增加,均会使气泡平均粒径减小,小气泡所占比例增加,这主要是由于水质特性的改变主要影响了气泡间的聚并作用。在PTFE中空纤维膜单独臭氧曝气效果的研究中得知:当进气流量为300L/h时,臭氧在水中的溶解浓度最高,且KLa值最高为0.438min-1;随着温度的升高,臭氧在水中的传质效果变差,其KLa值较常温操作降低了一倍。随着膜孔径的不断增大,臭氧在水中的浓度及表观传质系数均随之下降;疏水性PTFE中空纤维膜的曝气效果优于亲水性PTFE中空纤维膜;PTFE中空纤维膜曝气的臭氧传质效率明显高于微孔曝气,膜曝气所产生的表观传质系数约为后者的2.2倍。PTFE中空纤维膜强化臭氧的气液传质作用是通过压力的提升来实现的。此外,论文将超声作为一大强化手段引入臭氧体系,结果表明:当臭氧与超声联合时,液相饱和臭氧浓度相比于单独臭氧提高了 34.7%～54.4%;当臭氧和超声联合作用时,表观传质系数相比于单独臭氧提高了约38%左右。操作温度的提高不利于臭氧在水中的气液传质,与常温操作条件相比,液相臭氧饱和浓度与表观传质系数均随温度的降低幅度最高分别可达68%和71%。超声功率为1000W时,臭氧在水中的气液传质效果最佳,与单独臭氧处理方式相比,液相臭氧饱和浓度与表观传质系数分别提高了 58.6%和30.7%。模拟印染废水的处理研究得知,超声手段引入臭氧体系中废水脱色率可以快速达到100%,又可以节省50%的臭氧投加量;超声/臭氧联合体系和单独臭氧的脱色反应速率常数k分别为0.372min-1和0.253 min-1;在对模拟印染废水的降解中,超声引入臭氧反应体系可以强化臭氧的氧化能力和提高废水的降解速率。