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微液滴具有体积小、比表面积大、扩散距离短等优点,被广泛应用于生物医药、化学工程、材料科学、食品加工、微电子工程等众多领域。微液滴的宏量可控制备是实现其应用的关键,因而开发设计一种高效微液滴制备装置具有重要意义。本课题在超重力反应器的基础上,开发设计了一种基于高超重力环境的微液滴制备装置。首先,采用激光衍射技术对该装置制备微液滴的特性进行基础研究,考察了转速、液体初始速度、粘度、表面张力、填料孔径等对液滴平均直径和直径分布的影响规律。进一步,将该装置应用于有机废水的处理过程中,采用Fenton试剂氧化降解罗丹明B模拟废水,考察了不同操作条件对罗丹明B降解效率和表观反应速率常数的影响规律。研究结果表明:(1)液滴平均直径随转速、粘度、填料孔径的增大而减小,随表面张力的增大而增大,随液体初始速度的增大略有增大;采用量纲分析法对不同条件下的液滴平均直径进行关联,预测值和实验值之间的误差在±15%以内;在转速为4000-12000 r/min范围内,生成微液滴的平均直径为25-63μm,且可以通过调节转速和填料孔径实现对微液滴尺寸的调控,液滴的直径分布符合R-R分布模型。进一步将该装置与旋转杯盘作比较,在相同的转速下,本研究中制备液滴的平均直径更小。(2)通过改变Fenton试剂的投加方式,利用H2O2液滴撞击废水液膜从而强化Fenton氧化过程,提高羟基自由基的生成率和利用率,实现H2O2的按需供给。研究结果表明:降解效率随转速的增大先增大后趋于稳定,转速对表观反应速率常数无明显影响;溶液初始pH值、Fe2+与H2O2浓度比、H2O2的浓度对罗丹明B降解效率和表观反应速率常数有着重要影响,降解效率和表观反应速率常数随溶液初始pH值降低而增大,随Fe2+与H2O2浓度比、H2O2的浓度、温度的增大而增大,减小填料孔径有利于提高罗丹明B的降解效率。实验研究范围内,较佳操作条件为:转速5000 r/min,溶液初始pH值为3,Fe2+与H2O2浓度比为1:1,H2O2的浓度为0.24 mmo l/L,温度为20℃。进一步,将本研究中的H2O2投加量与其他Fenton工艺进行比较,在相同的处理时间内,本文中H2O2投加量更少。