印染废水是一类来源广泛、难以处理的有机废水,面对日趋严格的环保要求,对现有废水处理工艺的优化升级是必然选择。超重力技术因其能极大地增强传质效率、缩小设备尺寸以及减少反应时间而在工业废水处理领域具有良好的应用前景。本文提出一种利用新型的超重力设备—定-转子反应器(rotor-stator reactor,RSR)和鼓泡塔(bubble column reactor,BCR)串联降解模拟酸性红73(Acid Red 73,AR73)印染废水的工艺,详细探究了 O3/RSR、O3/BCR、O3/RSR-BCR、O3/Fe2+/RSR、O3/Fe2+/RSR-BCR等氧化过程,确定了处理AR73印染废水的适宜工艺条件,阐述了 AR73可能的降解机理,并对一种实际印染废水进行了探索性研究。本文主要研究结果如下:1.探究了 O3/RSR、O3/BCR、O3/RSR-BCR 工艺对 AR73 废水的处理效果,并确定了适宜的工艺条件。在RSR转速为1000 rpm、液体流量为12 L·h-1、气体流量60 L·h-1、O3浓度为50 mg·L-1以及pH值为9.25时,AR73降解率和COD去除率在O3/RSR-BCR工艺中分别为96.9%和29.6%,在O3/RSR工艺中分别为68%、9.8%,在O3/BCR工艺中分别为90.4%和30.6%。与O3/BCR工艺比较,发现O3/RSR-BCR工艺O3投加量更少、废水停留时间更短,表明超重力技术可以强化O3工艺的处理效果。2.探究了 O3/Fe2+/RSR、O3/Fe2+/RSR-BCR 工艺对 AR73 废水的处理效果,并确定了适宜的工艺条件。当RSR转速为1000 rpm、液体流量为12 L·h-1、气体流量为60 L·h-1、O3浓度为50 mg·L-1、pH值为4和Fe2+浓度为1 mmol·L-1时,AR73降解率和COD去除率在O3/Fe2+/RSR-BCR工艺中可分别达到96.7%和39%。较之O3/RSR-BCR工艺,Fe2+的协同作用使得O3/Fe2+/RSR-BCR工艺在较低气体流量、O3浓度和较短停留时间时,可获得更好的AR73废水处理效果,特别是在酸性条件下(pH<4)仍能保持良好的处理效果。3.通过紫外-可见光谱、气相色谱-质谱联用及离子色谱等方法分析了O3/RSR-BCR工艺中AR73可能的降解机理。首先,AR73分子的发色基团氮氮双键断裂,实现模拟印染废水的脱色。随后,“C-S”、“C=C”等键被氧化断裂,产生甲苯、对二硝基苯、硫酸根、二氧化硫和硝酸根等有机、无机小分子,使COD去除率显著低于AR73的降解率。4.利用O3/RSR-BCR工艺进行了一种实际印染废水(主要污染物为苯胺类化合物)的降解探究,探讨了超重力技术在水处理领域应用的可行性。当RSR转速为1000 rpm、气体流量为36 L·h-1、液体流量为12 L·h-1、O3浓度为50 mg·L-1及pH值为8.36时,O3/RSR-BCR工艺废水的色度可降低至90 PCU,同时苯胺类化合物浓度从7.2 mg·L-1降低至0.15 mg·L-1,降解率可达97.9%,能够满足对苯胺类化合物含量的相关处理要求(低于1 mg·L-1)。