中文摘要：

水环境中典型持久性有机污染物多氯联苯（PCBs）对生态环境和人类健康构成了严重威胁，超声空化降解水中有机污染物曾成为水污染控制研究的热点之一，但该方法处理规模小、能耗高，难以实现工业化应用。水力空化是利用水力装置产生空化的一种水处理新技术，蒸汽泡空化是课题组提出的一种新型空化技术，具有能效利用率大、设备构造简单等优点。本项目将上述两种技术进行巧妙地耦合，构建水力-蒸汽泡空化反应器，以降解PCBs为目标，研究体系温度、压力、流速以及介质酸度、自由基促进剂（或抑制剂）等对降解速率的影响，优化工艺条件与操作参数；建立宏观参数与空化强度的定量关系，鉴定降解产物，分析其降解机理，阐明水力空化与蒸汽泡空化协同作用降解PCBs的物理化学机制，揭示两种空化技术的协同效应。本项目成果对于丰富空化理论，探索水污染控制新途径具有重大理论意义和实际应用价值。

结论摘要：

水环境中典型持久性有机污染物多氯联苯（PCBs）对生态环境和人类健康构成了严重威胁，水力空化是利用水力装置产生空化的一种水处理新技术，蒸汽泡空化是一种新型空化技术，具有能效利用率大、设备构造简单等优点。本项目设计和优化了蒸汽泡空化反应器，研究了体系温度、喷嘴大小等对自由基生成速度的影响，采用LC-MS和荧光检测技术证实了蒸汽泡空化的发生。构建了水力空化-蒸汽泡空化装置，建立优化了工艺条件与操作参数，以橙黄G为模型污染物，提出了该工艺降解污染物的机理；构建了超声波雾化联合GC-MS分析PCBs的方法；建立了宏观参数与空化强度的定量关系，鉴定降解产物结果表明，降解机理为羟基自由基攻击苯环，PCBs脱氯后开环。两种空化技术的协同效应为适量蒸汽提供给水力空化了空化气核，结果产生了更多空化气泡与自由基，过量蒸汽却使空化气泡溃灭温度下降而自由基量减少。本项目成果对于丰富空化理论，探索水污染控制新途径具有重大理论意义和实际应用价值。