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臭氧在液相中的溶解是一个液膜控制过程,其传质效率与气液接触面面积直接相关,因此具有较大交界面面积、较低上升速度及较高气泡内压的臭氧微气泡技术被大量关注,但由于臭氧的低溶解度、不稳定及高能耗等原因,臭氧氧化技术的大规模应用仍受到限制。因此,论文对两种进气方式下的臭氧微气泡体系臭氧传质过程进行对比分析,分别引入超声探讨强化传质机理,考察了臭氧投加量、臭氧进气速率、液相初始pH、液相温度、不同超声频率下功率对溶解臭氧浓度的影响,各体系最佳操作参数下pCBA(对氯苯甲酸)降解规律并通过Rct值的计算解释强化降解机理。论文对膜曝气臭氧微气泡体系进行了实验研究,结果表明:该体系最佳操作条件为臭氧投加量32.38 mg/L、进气流速300 L/h、液相初始pH 7、液相温度293.15 K,此时KLa值为0.58 min-1。将超声复合入膜曝气臭氧微气泡体系内并研究不同超声频率下功率的影响,结果表明:超声的复合能有效强化臭氧传质效率,较无超声时体系表观传质系数可提高47.38%,该值在20 kHZ,1250 W处取得。设计射流进气臭氧微气泡曝气反应体系,该体系利用文丘里管提供微气泡,泵提供循环动力和速度,使进气口内径与反应器内径相切,生成的微气泡在反应柱内螺旋上升且运动直径逐渐减小,后该气液混合体系在泵的作用下经溢流管口循环回进气口,实现一个密闭循环,据研究结果可知:臭氧进气流速是影响溶解臭氧浓度和KLa值的关键因素,臭氧进气流速的改变会导致反应柱内流态类型及液相循环流速的改变;该体系最佳操作参数为:臭氧投加量32.38 mg/L、进气流速50 L/h、液相循环流速618.840 L/h、液相初始pH 7、液相温度293.15 K,此时KLa值为0.6451 min-1。在该系统内复合入超声后饱和臭氧浓度降低但KLa值提高,最大KLa值可达1.2894 min-1,约为射流进气微气泡体系最佳表观传质系数的2倍。对模拟pCBA废水进行处理以进一步考察验证各体系臭氧传质效率及氧化能力,结果表明两种进气方式下超声与臭氧均具有良好的协同效应,最大E值分别为2.941、2.15,各体系下pCBA的降解均符合二级动力学方程,膜曝气、射流进气臭氧微气泡体系二级动力学常数分别为0.2、0.6 mL mg-1min-1,对应矿化度为31.88%、61.95%,将超声复合入两个体系后,最佳二级动力学常数分别为0.6、1.3 mL mg-1 min-1,对应矿化度为55.58%、77.54%,均在超声频率60 kHZ时取得。对不同条件下臭氧分解速率及单独臭氧、超声耦合臭氧体系的Rct值进行计算,结果表明超声辐射会提高臭氧分解速率且超声频率越高,分解速率越大,该结果与Rct值一致,单独臭氧过程Rct值为5.400×10-9,而复合入超声后,超声频率20、40、60 kHZ下Rct值分别为1.18×10-8、1.336×10-8、1.44×10-8,证明超声耦合臭氧微气泡体系内有大量OH·生成,且超声频率越高,OH·生成量越大。