随着日新月异的科技进步和不断提高的生活水平,人们对于水质的要求也日趋严格。同时面临各色各样的水污染问题,传统水处理技术的弊端日渐凸显,难以满足现阶段需求,亟需一种高效、绿色、节能的新型水处理技术。而水力空化消毒技术作为一种新型水处理方法,不仅能有效杀灭水体病原微生物,而且具备简单、绿色、节能等特点。已成为消毒技术的研究热点。而水力空化现象具有微观、随机、复杂的特点,其消毒机理成为研究难点。而后如何调整水力参数将其效率最大化,更是水处理技术研究的新方向。本文利用由浙江工业大学水动力学实验室自主设计的多孔板水力空化装置进行原水消毒试验。试验研究主要可分为三个部分:第一部分为水力空化反应器流场特性分析;第二部分为水力空化对原水消毒的试验研究;第三部分为羟基自由基捕捉试验。其具体研究内容如下:(1)基于不同形状多孔板水力空化反应器,通过三维粒子图像测速仪PIV捕捉流场特性,获取流场粒子图像、速度矢量图,分析流速分布、紊动强度、雷诺应力等特性。利用SINOCERA-YE6263压力数据釆集系统采集水力空化工作段压力,研究其压力特性。分析多孔板水力空化装置的运行参数和几何参数对水力空化工作段流场特性的影响,为后文提供理论基础。(2)以胜利河水样为试验原水,通过多孔板水力空化装置消毒处理,以菌落总数、总大肠菌群、大肠埃希氏菌、TOC、TN、ORP等指标表征消毒程度。试验研究原水比例、处理时间、孔口几何参数等因子对消毒结果的影响,探求最佳水力条件。试验结果表明:较小水力半径、较多孔口数量、较小孔口、交错式排列、较高原水比例水样,其消毒效果更好,符合第一部分理论分析结果,并选出三角形25孔交错式多孔板水力空化装置为最优处理效果组合形式。(3)采用分光光度法,利用亚甲基蓝为捕捉剂检测水力空化装置运行过程中羟基自由基产量。试验研究处理时间、不同孔口参数等因素对羟基自由基产量的影响,验证水力空化反应器中能产生羟基自由基,并随时间延长而产量增大;而水力半径小、孔口数量多、孔口小、交错式排列的多孔板水力空化装置能为产生更多羟基自由基提供最优水力条件。综上,水力空化装置是一种高效、安全、绿色的新型饮用水消毒技术。