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粉末活性炭(PAC)具有较大的比表面积以及良好的吸附性能，被大量用于废水的处理，但PAC的价格较贵，而且使用一段时间后，PAC的吸附能力下降或者完全丧失吸附能力，饱和的PAC被丢弃，不仅其应用成本会增高，而且会带来环境污染，因此，再生PAC有着非常重要的意义。
近年来，超声空化再生PAC的研究受到了广泛关注。超声波空化作用是一种复杂的物理化学变化，液体中的微小气泡在超声波的作用下不断伸缩膨胀，最终形成空化泡。超声再生活性炭在空化泡溃灭时产生高活性物种，例如:例如氧自由基、羟基、氢基.和氢过氧化氢等，其中，加上声涡，与吸附饱和活性炭中的有机污染物产生碰撞并降解。超声空化可回收有用吸附质、对吸附材料结构影响小，易操作，但是设备费用高、能耗大、不能连续产泡，不易放大使用，另外不能产生多类型的气泡，无法产生更多的活性物种，达到再生PAC的目的。
本课题研究针对这些缺点，搭建了旋流喷头微纳米气泡装置，本文首先探究了PAC吸附MO在不同pH、温度、盐度和初始MO浓度条件下的吸附效果，实验发现，PAC在pH=3，温度为50℃，盐度为0，5mg/LMO的条件下，吸附率达到最大为78％。对PAC吸附MO曲线进行吸附动力学和吸附等温线分析，进一步从机理上探究，PAC吸附MO是化学吸附并且单分子均匀吸附，为PAC的再生提供了理论基础。之后对RP装置产生的微纳米气泡(MNB)进行物理性质进行考察，主要探究了MNB尺寸、气泡停留时间、溶解氧浓度三个方面，实验发现物理性能良好。探究MNB的化学性能发现，pH=3、水温50℃、15g/L硫酸钠和5mg/LMO的水质条件为最佳条件，此时MO的UV去除率为93.7％,TOC降解率为53.6％，MNB对MO废水的净化效果非常明显。推断MNB降解MO的路径，MO最终被降解为无机物和水。将PAC和MNB联用处理MO废水。在15g/L硫酸钠，0.05g/LPAC，水温恒温20℃，pH=3，初始MO浓度为5mg/L的条件下，在30min内，MNB-PAC对MO的降解率可以达到95％左右，TOC降解率为53.6％。通过对MNB-PAC体系评估发现，MNB-PAC体系降解MO是有一定的协同效应的。最后进行了MNB对饱和PAC进行氧化再生实验，以甲基橙为模拟污染物，通过测量再生前后PAC对甲基橙废水的吸附效果，考察了pH值、温度、盐度、气体种类、再生次数对MNB再生PAC的影响因素，并研究了再生过程对PAC结构的影响以及MNB再生PAC的机理。结果表明，在pH值为3，温度为50℃，15g/LNa2SO4，通入1.2L/min纯氧产生的臭氧，再生60min，再生率可达到89.3％，5次再生循环后，再生率下降10％。再生后PAC的表面有明显孔洞，比表面积恢复到新炭的80％，证明主要通过微射流作用再生PAC;再生后的PAC表面的芳香环C=C和C-C被打开，但也形成了新的C=C，再生后的PAC表面官能团含量略微下降，即再生对PAC表面的化学结构有一定影响。
近年来，超声空化再生PAC的研究受到了广泛关注。超声波空化作用是一种复杂的物理化学变化，液体中的微小气泡在超声波的作用下不断伸缩膨胀，最终形成空化泡。超声再生活性炭在空化泡溃灭时产生高活性物种，例如:例如氧自由基、羟基、氢基.和氢过氧化氢等，其中，加上声涡，与吸附饱和活性炭中的有机污染物产生碰撞并降解。超声空化可回收有用吸附质、对吸附材料结构影响小，易操作，但是设备费用高、能耗大、不能连续产泡，不易放大使用，另外不能产生多类型的气泡，无法产生更多的活性物种，达到再生PAC的目的。
本课题研究针对这些缺点，搭建了旋流喷头微纳米气泡装置，本文首先探究了PAC吸附MO在不同pH、温度、盐度和初始MO浓度条件下的吸附效果，实验发现，PAC在pH=3，温度为50℃，盐度为0，5mg/LMO的条件下，吸附率达到最大为78％。对PAC吸附MO曲线进行吸附动力学和吸附等温线分析，进一步从机理上探究，PAC吸附MO是化学吸附并且单分子均匀吸附，为PAC的再生提供了理论基础。之后对RP装置产生的微纳米气泡(MNB)进行物理性质进行考察，主要探究了MNB尺寸、气泡停留时间、溶解氧浓度三个方面，实验发现物理性能良好。探究MNB的化学性能发现，pH=3、水温50℃、15g/L硫酸钠和5mg/LMO的水质条件为最佳条件，此时MO的UV去除率为93.7％,TOC降解率为53.6％，MNB对MO废水的净化效果非常明显。推断MNB降解MO的路径，MO最终被降解为无机物和水。将PAC和MNB联用处理MO废水。在15g/L硫酸钠，0.05g/LPAC，水温恒温20℃，pH=3，初始MO浓度为5mg/L的条件下，在30min内，MNB-PAC对MO的降解率可以达到95％左右，TOC降解率为53.6％。通过对MNB-PAC体系评估发现，MNB-PAC体系降解MO是有一定的协同效应的。最后进行了MNB对饱和PAC进行氧化再生实验，以甲基橙为模拟污染物，通过测量再生前后PAC对甲基橙废水的吸附效果，考察了pH值、温度、盐度、气体种类、再生次数对MNB再生PAC的影响因素，并研究了再生过程对PAC结构的影响以及MNB再生PAC的机理。结果表明，在pH值为3，温度为50℃，15g/LNa2SO4，通入1.2L/min纯氧产生的臭氧，再生60min，再生率可达到89.3％，5次再生循环后，再生率下降10％。再生后PAC的表面有明显孔洞，比表面积恢复到新炭的80％，证明主要通过微射流作用再生PAC;再生后的PAC表面的芳香环C=C和C-C被打开，但也形成了新的C=C，再生后的PAC表面官能团含量略微下降，即再生对PAC表面的化学结构有一定影响。