《水力空化降解水中有機污染物的機理與效能研究》是依託中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院，由朱孟府擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：水力空化降解水中有機污染物的機理與效能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：朱孟府
- 依託單位：中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
水源短缺和水源污染已成為全球水資源面臨的兩大問題。水力空化利用空化效應產生的物理化學作用處理污水，是一種綠色環保的新型水處理技術。本項目是對制約水力空化水處理技術廣泛套用的有機污染物降解機理和效能進行系統研究，採用數值模擬、實驗研究與理論分析相結合的方法，藉助計算機輔助設計，進行空化反應器結構最佳化設計，探索反應器結構對空化強度、有機污染物降解效能的影響規律，為空化反應器結構設計奠定理論基礎並提供技術支撐；通過構建合理的羥基自由基檢測方法，對難降解有機物在降解機理、物質平衡、反應動力學等方面進行系統研究，研究空化作用產生羥基自由基的影響規律，探討空化強度與羥基自由基以及有機物降解效能之間的物理－化學構效關係，建立空化反應產生羥基自由基的反應動力學方程，確定水力空化對有機污染物的降解機理及影響規律，以促進水力空化在水處理領域的套用，這對提高水資源利用率、減輕水污染對環境和人體健康造成的危害具有重要現實意義。
結題摘要
水源短缺和水源污染已成為全球水資源面臨的兩大問題。水力空化利用空化效應產生的物理化學作用處理水中污染物，是一種綠色環保的新型水處理技術。項目主要研究內容是採用數值模擬、實驗研究與理論分析相結合的方法，對水力空化有機污染物降解機理及其效能進行系統研究，包括空化反應器最佳化設計，水力空化強度影響因素及影響規律建立，以及有機污染物空化降解效能及機理研究。建立了單孔孔板空化器孔徑、板厚、進口壓力與空化強度之間的關係，以及多孔孔板空化器結構參數與空化效果之間的關係。水力空化對水中有機污染物降解效果主要與空化器入口壓力、污染物初始濃度、溶液溫度以及空化時間有關，在一定範圍內，增加入口壓力、提高溫度、延長反應時間，均有利於提高有機污染物降解效果。此外，通過添加氧化劑，可以強化水力空化效果，大大提高有機污染物降解效果。水力空化降解有機污染物反應符合一級動力學反應。水力空化對水中微生物也有很好去除效果，水力空化/次氯酸鈉強化水力空化技術可以進一步提高微生物的氧化滅活效果，在相同水力條件下，強化氧化效果是水力空化單獨作用的2.2倍，是相同次氯酸鈉濃度下單獨作用的2.3倍。建立了水力空化/次氯酸鈉強化氧化大腸桿菌效果的二次回歸方程，可用於大腸桿菌去除效果的預測。 水力空化有機物降解機理研究結果表明，水力空化過程產生了羥基自由基，水中有機物和微生物受到·OH的強氧化性的攻擊，形成開環反應和脫去環上的官能基團，大分子變成小分子，部分或全部降解成CO2和H2O，說明水力空化降解有機物機理主要是羥基自由基的氧化作用。通過項目研究，確定了水力空化強度的影響因素及其影響規律，探明了水力空化技術對水中有機污染物的降解機理，揭示了水力空化強度與有機物降解效能之間的關係，為促進水力空化在水處理領域的套用步伐奠定了堅實基礎。
