中文摘要：

在过去十年中，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。与超声空化类似，涡流空化亦可产生数千度的高温和近千大气压的高压以及由此产生的多种自由基。在此条件下有机污染物可发生一系列降解反应，直至完全矿化。本项目首先研究涡流空化的机理与影响因素，优化涡流空化器的结构，提高其空化降解效率。在此基础上重点研究有机污染物涡流空化降解的机理与降解动力学。以有机染料作为目标化合物，研究其降解反应，鉴定降解产物，分析其降解机理，同时研究其降解动力学和体系温度、压力、流速以及介质酸度、自由基促进剂（或抑制剂）等对降解速度的影响，为水污染控制探索一条可行的新途径。初步研究表明本方法不仅象超声降解一样简单易行、无二次污染，而且降解效率较超声降解高数十至数百倍，并可方便地处理大规模的工业废水，具有良好的应用前景。

结论摘要：

本项目系统研究了利用涡流空化效应降解有机污染物的机理与动力学。首先研究了涡流空化效应的形成与影响因素，利用流体力学（CFD）软件CFX-TASCflow对水流在涡流空化装置中的状态和压力分布等进行了计算机模拟和防真处理，考察了系统压力、温度、水的流速、空化仓尺寸等多种因素对涡流空化效应的影响，设计制造了能够产生明显涡流空化效应的涡流空化装置。在此基础上研究了有机污染物涡流空化降解的机理与降解动力学，重点研究了活性艳红、罗丹明、甲基紫等有机染料、农药甲草胺和络合剂EDTA的涡流空化降解，研究了体系温度、压力、流速以及介质酸度、H2O2等对降解速度的影响，并与超声降解进行了对比。结果表明，涡流空化与超声空化方法一样是一种降解水中有机污染物的有效方法，而与超声降解相比，其能耗低，处理量大，是一种具有潜在实用价值的新型水污染控制方法。本课题还建立了以对苯二甲酸为捕获剂、以荧光法测定的 OH分析方法和NO3-催化动力学分析方法，这两种方法灵敏度较高，选择性好。在此基础上，通过检测体系中 OH和NO3-等中间体，结合计算机模拟和防真处理，探索了涡流空化的产生机制和影响因素。