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Enhancement of ozonation efficiency employing dead-end hollow fiber membranes
Environmental Science: Water Research & Technology ( IF 3.5 ) Pub Date : 2020-08-06 , DOI: 10.1039/d0ew00294a Efthimia Kaprara 1, 2, 3, 4, 5 , Margaritis Kostoglou 3, 5, 6, 7 , Chrysovalantou Koutsiantzi 1, 2, 3, 4, 5 , Savvina Psaltou 3, 5, 6, 7 , Anastasios I. Zouboulis 3, 5, 6, 7 , Manassis Mitrakas 1, 2, 3, 4, 5
Environmental Science: Water Research & Technology ( IF 3.5 ) Pub Date : 2020-08-06 , DOI: 10.1039/d0ew00294a Efthimia Kaprara 1, 2, 3, 4, 5 , Margaritis Kostoglou 3, 5, 6, 7 , Chrysovalantou Koutsiantzi 1, 2, 3, 4, 5 , Savvina Psaltou 3, 5, 6, 7 , Anastasios I. Zouboulis 3, 5, 6, 7 , Manassis Mitrakas 1, 2, 3, 4, 5
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The aims of this work were to investigate the ozone mass transfer in a continuous flow pilot unit dependent on operating conditions and to study the effect of the dead-end function of hollow fiber membranes on the ozonation performance. The dead-end operation of membranes maximizes their performance, providing maximum ozone exploitation, which in turn results in considerably lower ozone gas feed demand in relation to gas flow through operation. Considering the numerous applications of ozonation in water/wastewater treatment, ensuring the significant reduction in processing cost is of high technological importance. An extensive experimental campaign was performed monitoring dissolved ozone and oxygen concentrations produced by the employment of two different membranes in a wide range of ozone gas flow rates, liquid flow velocities and water pH values. Significantly high percentages of ozone transport to the water phase were achieved (>95%) indicating that the absence of gas outflow (dead-end operation) maximizes ozone mass transfer. Dissolved ozone concentrations were proportional to the gas feed and decreased with increasing liquid flows. The impact of water pH was negligible, while the internal cross section areas of the membranes considerably affected the mass transfer coefficient and dissolution rate. The ozonation process was modeled using mass balances, mass transfer theories and ozone decomposition kinetics in order to estimate non-measurable quantities such as partial pressure in the shell and to understand the sequence of occurring phenomena.
中文翻译：
使用死角中空纤维膜提高臭氧氧化效率
这项工作的目的是研究取决于操作条件的连续流量引燃装置中的臭氧传质，并研究中空纤维膜的末端功能对臭氧化性能的影响。膜的无末端操作可最大化其性能，从而提供最大程度的臭氧利用，这反过来导致与通过操作的气体流量相比，臭氧气体进料的需求大大降低。考虑到臭氧化在水/废水处理中的众多应用，确保显着降低加工成本具有很高的技术重要性。开展了广泛的实验活动，以监测在不同的臭氧气体流速下使用两种不同的膜产生的溶解的臭氧和氧气浓度，液体流速和水的pH值。达到了很高的臭氧向水相的传输百分比（> 95％），这表明没有气体流出（死端操作）使臭氧传质最大化。溶解的臭氧浓度与气体进料成正比，并随着液体流量的增加而降低。水的pH值的影响可以忽略不计，而膜的内部横截面面积大大影响了传质系数和溶出速率。使用质量平衡，传质理论和臭氧分解动力学对臭氧化过程进行建模，以便估算不可测量的量（例如壳中的分压）并了解发生现象的顺序。95％）表明没有气体流出（死端操作）使臭氧传质最大化。溶解的臭氧浓度与气体进料成正比，并随着液体流量的增加而降低。水的pH值的影响可以忽略不计，而膜的内部横截面面积大大影响了传质系数和溶出速率。使用质量平衡，传质理论和臭氧分解动力学对臭氧化过程进行建模，以便估算不可测量的量（例如壳中的分压）并了解发生现象的顺序。95％）表明没有气体流出（死端操作）使臭氧传质最大化。溶解的臭氧浓度与气体进料成正比，并随着液体流量的增加而降低。水的pH值的影响可以忽略不计，而膜的内部横截面面积大大影响了传质系数和溶出速率。使用质量平衡，传质理论和臭氧分解动力学对臭氧化过程进行建模，以便估算不可测量的量（例如壳中的分压）并了解发生现象的顺序。水的pH值的影响可以忽略不计，而膜的内部横截面面积大大影响了传质系数和溶出速率。使用质量平衡，传质理论和臭氧分解动力学对臭氧化过程进行建模，以便估算不可测量的量（例如壳中的分压）并了解发生现象的顺序。水的pH值的影响可以忽略不计，而膜的内部横截面面积大大影响了传质系数和溶出速率。使用质量平衡，传质理论和臭氧分解动力学对臭氧化过程进行建模，以便估算不可测量的量（例如壳中的分压）并了解发生现象的顺序。
更新日期：2020-08-27
中文翻译：
使用死角中空纤维膜提高臭氧氧化效率
这项工作的目的是研究取决于操作条件的连续流量引燃装置中的臭氧传质，并研究中空纤维膜的末端功能对臭氧化性能的影响。膜的无末端操作可最大化其性能，从而提供最大程度的臭氧利用，这反过来导致与通过操作的气体流量相比，臭氧气体进料的需求大大降低。考虑到臭氧化在水/废水处理中的众多应用，确保显着降低加工成本具有很高的技术重要性。开展了广泛的实验活动，以监测在不同的臭氧气体流速下使用两种不同的膜产生的溶解的臭氧和氧气浓度，液体流速和水的pH值。达到了很高的臭氧向水相的传输百分比（> 95％），这表明没有气体流出（死端操作）使臭氧传质最大化。溶解的臭氧浓度与气体进料成正比，并随着液体流量的增加而降低。水的pH值的影响可以忽略不计，而膜的内部横截面面积大大影响了传质系数和溶出速率。使用质量平衡，传质理论和臭氧分解动力学对臭氧化过程进行建模，以便估算不可测量的量（例如壳中的分压）并了解发生现象的顺序。95％）表明没有气体流出（死端操作）使臭氧传质最大化。溶解的臭氧浓度与气体进料成正比，并随着液体流量的增加而降低。水的pH值的影响可以忽略不计，而膜的内部横截面面积大大影响了传质系数和溶出速率。使用质量平衡，传质理论和臭氧分解动力学对臭氧化过程进行建模，以便估算不可测量的量（例如壳中的分压）并了解发生现象的顺序。95％）表明没有气体流出（死端操作）使臭氧传质最大化。溶解的臭氧浓度与气体进料成正比，并随着液体流量的增加而降低。水的pH值的影响可以忽略不计，而膜的内部横截面面积大大影响了传质系数和溶出速率。使用质量平衡，传质理论和臭氧分解动力学对臭氧化过程进行建模，以便估算不可测量的量（例如壳中的分压）并了解发生现象的顺序。水的pH值的影响可以忽略不计，而膜的内部横截面面积大大影响了传质系数和溶出速率。使用质量平衡，传质理论和臭氧分解动力学对臭氧化过程进行建模，以便估算不可测量的量（例如壳中的分压）并了解发生现象的顺序。水的pH值的影响可以忽略不计，而膜的内部横截面面积大大影响了传质系数和溶出速率。使用质量平衡，传质理论和臭氧分解动力学对臭氧化过程进行建模，以便估算不可测量的量（例如壳中的分压）并了解发生现象的顺序。
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