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在我国经济社会飞速发展的同时,水环境污染日益严重,直接影响居民的生活质量。我们将水污染大致分为生活污水和工业废水两大类,对于生活污水,常规的水处理方式如物理法、化学法和生物法等已经取得了很成熟的应用。而对于工业废水,尤其是含有大量化学性质稳定且难以生物降解的有毒有害物质,传统的水处理方式已经很难满足处理排放的要求。水力空化技术作为一种新的处理方法,不仅能有效地去除难降解有机污染物,而且具有高效、经济、节能以及无二次污染等优点,已成为水污染控制技术的研究热点;同时,空化是一种流体内部微观随机的复杂现象,水力空化的降解机理又成为科学界的研究难点。本文基于自主研发的三角形孔口多孔板、文丘里管及其组合形式的水力空化反应器,主要进行两部分的试验研究:第一部分,利用水力空化技术处理难降解污染物废水,以优化水力空化反应器的几何参数和操作条件;另一部分为水力空化反应器空化空蚀紊动特性的试验研究,以揭示水力空化的降解机理。具体内容如下:(1)以文丘里管为水力空化反应器,选取硝基苯为疏水性污染物,试验研究文丘里管喉部相对长度、喉部流速、污染物初始浓度及p H值等因子对去除难降解疏水性污染物的影响。(2)以三角形孔口多孔板为水力空化反应器,选取对硝基苯酚为亲水性污染物,试验研究孔口流速、孔口数量、孔口大小、污染物初始浓度和空化数等因子对去除难降解亲水性污染物的影响。(3)以文丘里管和三角形孔口多孔板的组合形式为水力空化反应器,以硝基苯和对硝基苯酚为混合污染物,试验研究不同组合效应、初始流速、运行时间、污染物初始浓度等因子对去除难降解混合物污染物的影响,得出最佳的组合形式。(4)利用SINOCERA-YE6263压力数据釆集系统对文丘里管喉部、三角形孔口多孔板下游工作段压力进行测量,研究水力空化反应器的压力特性,分析了文丘里管喉部长度、多孔板的孔口数量、大小及其排列对工作段时均压力、频谱特性及自相关性的影响。(5)利用文丘里管和三角形孔口多孔板的组合式水力空化降解实际化工废水,以COD作为分析指标,研究不同组合形式、孔口数量,孔口大小,初始浓度、运行时间、空化数、p H值等因子对化工废水中COD去除率的影响,给出组合式水力空化反应器的最佳参数和操作条件。(6)利用高速摄影机、三维粒子图像测速仪(PIV)等先进的测试仪器,对典型的三角形孔口多孔板空化水流的流速分布、紊动强度、紊动切应力等进行量测,剖析空化流场的紊动特性,以揭示水力空化的降解机理。