以紫外-双氧水(UV-H2O2)联用消毒反应器为研究对象,通过化学实验探究UV-H2O2联用技术的反应机理以及合理调节范围,通过ANSYS-Fluent将流体流动与光辐射耦合计算,对消毒反应器的速度场、运动轨迹、辐射场和紫外剂量等结果进行分析。具体展开如下:(1)对UV-H2O2联用技术在水处理中的应用进行化学实验。通过静态实验和动态实验,考察了紫外灯光强、初始过氧化氢浓度、水体盐度、初始溶液pH和进口流量等因素对紫外光分解过氧化氢效率以及羟基自由基瞬时浓度的影响。结果显示,过氧化氢分解率和羟基自由基生成量随着紫外强度的增强而增大;初始过氧化氢浓度对紫外光解过氧化氢速率的影响较小,但对过氧化氢绝对分解量影响较大;当溶液中氯化钠浓度低于0.61 mol/L,紫外光分解过氧化氢效率随着氯化钠浓度的升高而升高;碱性环境下紫外光分解过氧化氢的效率大于中性和酸性环境;酸性环境下更有利于羟基自由基的生成,中性环境次之,碱性环境最差;pH维持在4～5之间产生的羟基自由基量可杀灭压载水中大部分有害微生物。(2)建立基于CFD的UV-H2O2联用消毒反应器,模拟不同进口流量和不同紫外光功率下消毒反应器的反应效果。运用ANSYS-Fluent对消毒反应器内部的流动状态和辐射分布进行数值模拟,对其运动轨迹、辐射场等参数分析,并借助Fortran 90编程对模拟结果处理,计算出各个粒子的紫外剂量。并结合实验对模拟结果验证。结果表明,反应器内部均存在二次环流,并可以发展成涡旋,充分保证了反应器内水流的混合与反应时长。确保了各个粒子具有均匀的紫外辐照;在紫外灯照射过程中,靠近光源周围的辐射强度最强,并且随着径向距离增加,紫外光强呈现指数衰减趋势,紫外光强与距离拟合系数R2为0.9855;对比消毒反应器内粒子获得总剂量的变化情况,发现调整进口流量对反应器性能的改善效果优于改变紫外光的强度。(3)以数值模拟方法为工具对工程中封闭式管道式UV-H2O2联用消毒反应器优化设计以及数值模拟。结果发现增加紫外灯数量的方式可提高消毒反应器的反应效率,但通过增加挡板数量改变流动状态的方式弱化了消毒效果。相对于紫外灯数量而言,挡板数量对消毒反应器内部剂量的影响更大。