水的富营养化在诸如湖泊、水库等许多地表饮用水源中引起严重的嗅味问题,主要致嗅物质包括二-甲基异莰醇(2-MIB)和土臭素(GSM),嗅味物质的去除是饮用水处理行业面临的全球性问题。本文研究了等离子体源发生器在大气压下的电气特性及放电生成的氧活性粒子浓度,并利用强电离放电结合水力空化生成的羟基自由基(·OH)对饮用水中致嗅物质2-MIB和GSM进行快速氧化降解,实验结果表明,该方法可以快速降解水中的致嗅物质。具体研究内容和实验取得的研究成果如下:(1)以等离子体源为模型,通过电流-电压波形图和李萨茹图形探究等离子体源的电气特性,实验变量主要为气体类型、气体流量及激励电压,研究发现激励电压是影响其放电特性的关键性因素。(2)探究气体环境与气体气量对等离子体源产生离子数密度的影响,发现空气情况下放电生成的离子数密度最大且随着气体流量的增加而增加。以氧气为例,探究在不同影响因素下,放电过程中生成的主要产物臭氧的浓度,研究发现气体流量、激励电压、水温以及外部压力是导致臭氧浓度变化的主要因素,在最佳实验条件下,臭氧的浓度能够达到260 g/m3。(3)氧气放电形成的氧活性粒子(O2+、O(1D)、O(3P)、O2-、O3)经过文丘里气液混匀,在水力空化作用下生成以·OH为主的氧活性物质,这些活性物质统称为总氧化剂(Total reactive oxidant,TRO),实验利用4-羟基苯甲酸作为捕捉剂、捕捉·OH,对其进行定性分析。采用顶空固相微萃取(HP-SPME)结合气相色谱-质谱(GC-MS)技术,通过大气压强电离放电生成的·OH能够快速有效氧化降解水中致嗅物质2-MIB和GSM,且降解效率随着TRO的升高而增加。在TRO浓度分别为3.49 mg/L和3.28 mg/L条件下,2-MIB和GSM的降解效率分别为99.2%和98.8%,降解后饮用水中嗅味物质的含量均已达到生活饮用水卫生标准。探究了不同氧化剂·OH、KMnO4、H2O2与ClO2对2-MIB及GSM的降解效果对比,实验表明,常规氧化剂在反应30 min时对水中2-MIB及GSM几乎没有氧化降解作用。