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水力空化技术的实验研究与应用

作　者: 黄利波
导　师: 吴胜举
学　校: 陕西师范大学
专　业: 声学
关键词: 水力空化空化效应多孔板大肠杆菌杀菌率
分类号: X52
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 423次
引　用: 5次
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内容摘要

由于人类活动而造成对水体的污染，以至水源水质恶化影响到人们的身体健康，当人们认识到水中含有病原微生物与化学物质造成健康的威胁后，就开始研究各种净化技术和工艺以除去各种污染物。但是，随着工业的迅速发展，水中有害的人工合成的化学物质和生物难降解的有机物逐年增多，过去传统的水处理工艺，如：物理法，化学法，生物法等无法满足新的环保要求，因此，近年来出现了一些新的技术，如高级氧化技术，超临界水氧化技术，催化湿式氧化技术，臭氧氧化和膜处理技术，这些方法有各自的优缺点，有的因成本过高无法普及，因此，需要开发新的廉价水处理技术以满足人们的需要。空化是一种非常复杂的流体力学现象，空泡在液体中运动和崩溃时产生的局部高温高压、发光、放电、冲击波、高速射流等极端物理条件，能使在一般条件下难以实现的化学反应得以实现。在水力机械中，需要尽量避免空化的发生，以免损坏机械，但是这种特点也可为我们所用。80年代后期，随着大功率超声技术的发展，声化学这门学科迅速发展起来，利用超声空化降解水中毒性有机物的研究取得了一定的进展，但是由于其受处理量的限制，很难实现大规模的应用；各国学者开始寻找新的空化技术来代替声空化技术，而水力空化技术与光空化和粒子空化相比，有成本低、装置简单等特点，开始受到人们的重视。水力空化技术的研究起步晚，目前，国外仅有为数不多的学者从事这方面的研究工作，而国内很少有这方面的报道。本文在国内外文献调研和综合分析的基础上，设计了一套水力空化装置，利用碘化钾中碘的释放量来检验空化强度，分析了在不同条件下碘化钾水溶液中碘的释放比率，探索最佳反应条件，并同时用该装置对大肠杆菌菌液进行杀菌处理，有望将该系统进一步完善后用于工业上。本文所做的主要工作及所取得结论： 1 设计并组装了一套水动力空化反应循环系统； 2 设计了3种不同型号(孔径分别为1毫米、2毫米、4毫米)的多孔板； 3 比较了不同板在不同条件下的空化效应强弱； 4 利用该装置对大肠杆菌菌液进行消毒杀菌的实验研究；结论：(1)在孔径较小时，空化效应更强；

全文目录

第一章引言  11-18
  1.1 水体污染的现状  11-12
  1.2 饮用水常规处理的基本方法  12-13
    1.2.1 物理处理法  12
    1.2.2 化学法  12-13
  1.3 深度处理方法  13-17
    1.3.1 吸附法  13-14
    1.3.2 生物法  14
    1.3.3 臭氧氧化法  14-15
    1.3.4 吹脱法  15
    1.3.5 光氧化技术  15
    1.3.6 膜分离技术  15-16
    1.3.7 大梯度磁滤技术  16
    1.3.8 空化效应法  16-17
  1.4 本文目的  17-18
第二章空化及其基本理论  18-34
  2.1 空化机理  18-20
    2.1.1 热点效应  19-20
    2.1.2 空化的基本类型  20
  2.2 空化水射流的主要化学效应  20-22
    2.2.1 直接热解  20-21
    2.2.2 自由基的氧化  21
    2.2.3 超临界水氧化  21-22
  2.3 空化反应器类型  22-25
    2.3.1 超声空化反应器  22-23
    2.3.2 流体动力式发生器  23-25
  2.4 测量空化效应的几种常用方法  25-26
    2.4.1 水听器法  25
    2.4.2 热敏探头法  25
    2.4.3 光纤探测法  25-26
    2.4.4 薄膜腐蚀法  26
    2.4.5 染色法  26
    2.4.6 淀粉碘化钾反应法  26
    2.4.7 液晶显色法  26
    2.4.8 声致发光成像法  26
    2.4.9 谱分析法  26
  2.5 影响空化水射流效应的几个因素  26-32
    2.5.1 媒质的粘滞性  26-27
    2.5.2 媒质的可压缩性对空化效果的影响  27-28
    2.5.3 射流空化数  28-29
    2.5.4 空化气体  29
    2.5.5 溶液的初始浓度  29-30
    2.5.6 反应液中的PH值  30
    2.5.7 催化剂的引入  30-31
    2.5.8 环境压力的影响  31
    2.5.9 水力空化中各参量之间的联系  31-32
  2.6 水力空化技术的研究进展  32-34
第三章水力空化技术的实验研究  34-44
  3.1 实验器材  34
  3.2 检测原理  34-35
  3.3 实验原理图如下  35
  3.4 实验部分  35-36
    3.4.1 实验方法和条件  35-36
    3.4.2 样品分析  36
  3.5 实验结果与讨论  36-44
第四章水力空化技术杀菌的实验研究  44-51
  4.1 杀菌原理  44-45
  4.2 细菌检测方法  45-46
    4.2.1 直接计数  45
    4.2.2 间接计数法  45-46
  4.3 水力空化技术杀菌消毒的实验设计  46-47
    4.3.1 材料  46
    4.3.2 菌悬液配置过程  46-47
  4.4 结果分析与讨论  47-51
总结与展望  51-56
致谢  56-57
攻读学位期间的研究成果  57

水力空化技术的实验研究与应用

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