空化射流处理有机废水的机理.pdf

第30卷第5期 重庆大学学报(自然科学版) V01．30 No．5 2007年5月 JournalofChongqingUniversity(NaturalScienceEdition) Mav2007 文章编号：1000—582X(2007)05—0019—04 空化射流处理有机废水的机理 葛 强，李晓红，卢义玉，康 勇 (重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室，重庆 400030) 摘 要：空化射流是一种处理效率高、操作简单的有机废水处理新技术，主要利用空泡渍灭时产生 的局部高温高压降解有机物，能量利用率比超声空化处理更高。综述了空化射流的机理，然后从 自由基 反应、直接热分解和超临界水氧化三方面对其处理有机废水的机理进行 了探讨，并分析了喷嘴结构、射 流空化数、泵压和围压以及有机废水理化性质对空化效应的影响。 关键词：空化射流；有机废水；降解机理；影响因素 中图分类号：X703 文献标志码：A 有机废水的来源相当广泛，比如印染行业、石油化 P一硝酸苯酚有降解作用，并且在能效方面该装置 比 工、食品医药工业等，这类有机废水引发的一系列水体 用超声波方法高 100倍 J，李志义 等进行了空化射 污染、生态环境恶化、威胁人体健康等问题，受到社会 流与超声空化的对比实验，结果表明空化射流对化工 各界的广泛关注，特别是高浓度难降解的有机废水对 过程有强化作用。且具有简便易行、能耗低、效率高等 环境有巨大的危害。 特点。从能效和规模化方面比较，空化射流技术比超 目前有机废水的处理方法主要是生物法、物理化 声空化技术更具有优势。 学法或生物与物理化学的联合处理方法。一些学 1 空化射流的原理 者 1-4]对有机废水的处理方法进行了深入研究，但仍 然存在很多技术问题，如在生物处理法中，有机物降解 空化射流就是人为地在射流流束内产生许多空 不彻底，且不适应可生化性差的有机废水；在物理化学 泡，利用空泡溃灭时产生的强大冲击力来增强射流的 处理法中，有混凝沉淀、吸附、高级氧化和应用范围小 作用效果 。空化射流的原理简单地说就是在液体 等不足；采用联合工艺能取得较好的处理效果，可是操 射流内诱使空化发生并让空泡长大，当这些空泡随射 作和管理复杂且费用高。 流到达绝对压力大于液体饱和蒸气压的区域 (高压 空化射流与超声空化有类似的机理，同样可以应 区)时，空泡就溃灭，即空泡的 “内爆”。空化射流机理 用于有机废水的处理中，国内外已经有学者 对此 如图1所示，图 1是射流管的剖面图，入 口端孔径 d， 进行了实验研究，结果表明空化射流处理废水是可行 大于出口端孔径 d：。液体以一定速度进入射流管，在 的。美国的Magnum水处理公司发展了一种空化一氧 流出射流管时，因孔径变窄，在出口端形成射流。射流 化 (CAV—OX)混合系统，这套系统能够处理五氯苯 形成前后有2个低压区形成：一个是射流形成时的切 酚、苯、甲苯、已基苯、二甲基混合物等几种有害化学物 向区域(即1所示的剪切区)；另一个是射流进入相对 质，并能将它们降低到有效浓度 j。与超声空化相 静止的流体时形成的涡流区(即2所示的剪切区)。 比，空化射流的能量利用率更高。超声空化的总耗能 在一定条件下，2个区域的压力低于气核稳定所需的 中，只有5％一10％用于空化效应，其余的90％-95％以热 必需压力，气核生长并迅速形成大的充