水和废水处理用臭氧膜接触器:材料选择、传质和工艺设计的关键综述
气液膜接触器被频繁地提出,作为传统臭氧注入方法在水处理中很有前景的替代品。然而,关于成功实现的大规模应用程序的信息很少。本综述以材料稳定性、传质性能和工艺设计为重点,讨论了臭氧膜接触器在水和废水应用中的研究现状。其目的在于找出有利的操作条件、与传统注入方式相比的好处以及结垢的关键方面。对报道的中空纤维和单管接触器实验臭氧传质系数( K )进行了相关影响参数的分析,并与Lévêque溶液和Kreulen修正的计算结果进行了比较。体积传质系数( Kas )用于与其他臭氧输送方法的比较。传质系数的实验值和计算值之间的差异随着传质速率和液体流速的降低而增大,这可能是由于膜电阻的增大和臭氧的衰减所致。疏水聚偏氟乙烯( PVDF )和聚四氟乙烯( PTFE )膜的传质系数最高,而聚二甲基硅氧烷( PDMS )、亲水性PVDF和无机膜的传质效率较低。尽管在水处理过程中,快速臭氧耗尽在液体本体和边界层中的传质强化作用可以显著,但对于同行评议的文献中考察的臭氧膜接触器,这种设计因子大多被忽略。PVDF和PTFE中空纤维模块的体积传质系数高于传统的注入方法,包括鼓泡柱和文丘里注入器,但缺乏全面和经济的研究来评估这种新型臭氧注入方法的潜在效益。此外,对于大多数材料,长期的材料稳定性是不确定的。总体而言,本研究提供了气液接触器的综合比较,提示了今后的研究领域。