水力空化聲發射特性及其對硫離子處理效果的影響

桑勛源，張新軍，趙曉鋒

(1.青島雙瑞海洋環境工程股份有限公司，山東青島 266101；2.中石化石油工程設計有限公司，山東東營 257000)

水力空化是一種獨特的水力現象，可以通過類似孔板[1-2]、文丘里管[3-4]、閥門[5]的節流件產生，甚至泵[6]和渦輪[7-8]也會產生水力空化。當流體經過節流部位時，隨著壓力的降低，流體流速增大。當壓力由于節流降低到產生空化的壓力(通常是運行環境溫度下的飽和蒸氣壓)時，空化氣泡就會產生。在節流口的下游，又隨著流通面積的增大，壓力開始回升，這就導致了空化氣泡的潰滅[9]。空泡在潰滅過程中會產生高溫高壓的極端條件[10]，并打開水分子鍵，產生具有強氧化性的·OH及H2O2。

利用水力空化的物理特性及化學特性可進行有機物、細菌、病毒等污水中有害物質的處理[11-12]。Jyoti等[13]研究了臭氧與聲空化、水力空化、過氧化氫等單獨或耦合處理各種細菌的效果，發現聲空化及水力空化皆可單獨處理氧化細菌，并且可以耦合臭氧達到更優處理效果。馮高坡等[14]進行了臭氧聯合水力空化去除油田污水COD的研究，發現當孔板作為空化發生器時，更大的過流面積可以更好地增加水力空化對COD的去除效果。

在水力空化產生的過程中，還會伴有獨特的聲發射信號[15]。利用FFT處理聲發射信號，可以得到水力空化聲發射信號的主要頻率及振幅[16]。鄭文軍[17]通過對Ecowirl空化器的聲發射信號進行FFT處理后，提出聲壓信號是由空化泡潰滅產生的，且空泡潰滅處的聲壓幅值遠大于非空化處的檢測值。……