氧氣質(zhì)量轉(zhuǎn)移主要涉及氧氣的傳遞過(guò)程,從氣相到液相,這是一個(gè)物質(zhì)擴(kuò)散過(guò)程,其推動(dòng)力是物質(zhì)在界面兩側(cè)的濃度差。這個(gè)過(guò)程可以通過(guò)菲克定律和雙膜理論來(lái)解釋。菲克定律描述了物質(zhì)通過(guò)擴(kuò)散從一個(gè)區(qū)域向另一個(gè)區(qū)域的凈移動(dòng),而雙膜理論則指出,在氣液兩相接觸處,存在一個(gè)穩(wěn)定的相界面,以及在相界面兩側(cè)各有一層穩(wěn)定的氣膜和液膜,氧氣通過(guò)這兩層膜從氣相傳遞到液相。
氧氣質(zhì)量轉(zhuǎn)移的效率受到多種因素的影響,包括污水水質(zhì)、水溫、氧的分壓以及曝氣裝置的安裝深度等。為了提高氧轉(zhuǎn)移速率,可以采取一系列措施,如增加氣液接觸面積、提高氣液傳質(zhì)速率和優(yōu)化操作條件等。增加氣液接觸面積的方法包括使用氣體分散裝置(如氣體切割器、氣泡發(fā)生器和鏡面反射器)和填料床(如活性炭、陶瓷球等)。提高氣液傳質(zhì)速率可以通過(guò)增加氣體濃度梯度和使用增加傳質(zhì)流動(dòng)的裝置(如攪拌器、噴嘴和氣液旋渦)來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)化操作條件則包括控制溫度、調(diào)整pH值以及保持適當(dāng)?shù)臄嚢杷俣鹊?zwnj;。
影響氧氣質(zhì)量轉(zhuǎn)移,因素包括:
1污水水質(zhì):污水的成分和性質(zhì)會(huì)影響氧氣的溶解和轉(zhuǎn)移。
2水溫:水溫的高低直接影響氧氣的溶解度,進(jìn)而影響氧轉(zhuǎn)移速率。
3氧的分壓:氧氣的分壓影響氧氣從氣相到液相的轉(zhuǎn)移動(dòng)力。
4曝氣裝置的安裝深度:曝氣裝置的位置和深度也會(huì)影響氧氣與液體的接觸效率和氧轉(zhuǎn)移速率。
氧氣質(zhì)量轉(zhuǎn)移的應(yīng)用廣泛,例如在水處理工程中,氧轉(zhuǎn)移速率可以影響廢水中的氧化反應(yīng)效果;在發(fā)酵過(guò)程中,氧轉(zhuǎn)移速率則影響微生物生長(zhǎng)和代謝產(chǎn)物的產(chǎn)率。因此,提高氧轉(zhuǎn)移速率對(duì)于提高工業(yè)效率和產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。
為了提高氧轉(zhuǎn)移速率,措施有:
1增加氣液接觸面積,例如使用氣體分散裝置或填料床來(lái)增加氣體與液體的接觸面積。
2提高氣液傳質(zhì)速率,通過(guò)增加氣體濃度梯度或使用增加傳質(zhì)流動(dòng)的裝置來(lái)提高。
3優(yōu)化操作條件,如控制溫度和調(diào)整曝氣裝置的位置,以利于氧氣的高效轉(zhuǎn)移。
4這些措施有助于提高氧氣在液體中的傳遞速度,對(duì)于水處理工程、發(fā)酵過(guò)程等應(yīng)用具有重要意義。
此外,氧氣質(zhì)量轉(zhuǎn)移技術(shù)還被應(yīng)用于食品分析中,例如使用三重串聯(lián)電感耦合等離子質(zhì)譜(ICP-MS-MS)技術(shù)測(cè)定食品中的硒含量。這種方法通過(guò)微波消解處理樣品后,直接用ICP-MS-MS測(cè)定,具有很低的檢測(cè)限和很好的線性,完全能滿足食品微量分析的要求,且具有簡(jiǎn)便、快捷、高效等優(yōu)點(diǎn)。
由于單四極桿質(zhì)譜技術(shù)很難完全消除等離子體、溶劑和基體產(chǎn)生的多原子離子干擾,提出了題示研究。采用無(wú)水乙醇直接消解松香樣品,可避免高溫灰化和濕法消解造成的損失。在附加氣氧氣流量40 mL·min~(-1)條件下進(jìn)行有機(jī)進(jìn)樣以消除積碳,采用三重四極桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀雙質(zhì)量過(guò)濾器及優(yōu)越的碰撞/反應(yīng)池技術(shù),使用氧氣質(zhì)量轉(zhuǎn)移模式,去除~(16)O~+_2、~(36)ArC~+等多原子離子干擾,實(shí)現(xiàn)松香中硫含量的穩(wěn)定測(cè)試。結(jié)果表明,硫的質(zhì)量濃度在100μg·L~(-1)以內(nèi)與對(duì)應(yīng)的響應(yīng)強(qiáng)度呈線性關(guān)系,檢出限為0.52μg·L~(-1)。對(duì)低、中、高濃度水平標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定7次,測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于4.0%。按照標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行回收試驗(yàn),回收率為91.2%~104%。