简介
项目取得的主要试验结果如下:(1)设计了利用多个涡流腔形成更多的空化泡以及螺旋线流道加速流体,从而增强涡流空化效应的一种新型涡流空化装置,装置的涡流空化部件的具体参数为:涡流腔的直径是65mm,螺旋流道入口直径为21mm,螺旋流道的出口直径为3mm,每条螺旋流道上有通向射流腔的四个直径为3mm的孔道。设计的涡流空化装置具有较高的降解性能。
(2)新型涡流空化装置的仿真结果受到涡流腔小孔数,螺旋线上孔数,涡流缝隙,螺旋线流道入口直径的影响。涡流空化装置的最佳参数组合为:涡流腔小孔数为1,螺旋线上小孔数为5,涡流缝隙为6mm,螺旋线流道入口直径为9mm。
(3)优化后的涡流空化装置降解土霉素和四环素废水的最佳pH、最佳初始浓度、最佳降解时间、最佳降解温度与仿真优化前的涡流空化装置一致。土霉素和四环素在pH=7、初始浓度为2mg/L、降解时间为50min、降解温度为25~50℃的条件下,涡流空化效应降解效果达到最佳,降解率分别为87.62%和84.73%,比仿真优化前分别提高了4.50%和2.98%。
(4)涡流空化效应能够产生羟自由基,以亚甲基蓝为羟自由基的捕捉剂,随着亚甲基蓝浓度的提高,对羟自由基的捕捉率也逐渐提高,仿真优化前后的涡流空化装置产生的羟自由基都可被20mg/L亚甲基蓝溶液完全捕捉,仿真优化前后的涡流空化装置产生的羟自由基浓度分别为8.53μmol/L和10.3μmol/L,仿真优化后比优化前浓度提高了20.75%。土霉素和四环素的降解过程主要是在涡流空化效应下发生了脱功能基团和开环反应,逐步降解成了小分子的中间产物,最终降解成H2O和CO2。
(5)仿真优化前的涡流空化装置对模拟水产养殖废水中的土霉素和四环素的降解率分别为68.03%和64.66%,优化后的降解率分别为75.30%和72.57%,与仿真优化前的装置相比降解率分别提高了7.27%和7.91%。仿真优化前后总磷的量几乎没变化,对总氮的去除率分别为6.4%和6%,对COD的去除率分别为3.7%和3.4%。