°C的 炉内焙烧脱水2小时，形成TiO 2薄膜；或者直接使用粒径为20-200nm，比表面积彡30m2/g 的1102水基浆料（七色光科技），涂覆石英小球形成TiO 2浆料膜，再将石英小球放在350~ 400°C的炉内焙烧脱水1. 5-2. 0小时，形成固化的TiO2薄膜。
[0035] 如果选用石英砂，则选择粒径为0. 2-2. Omm石英砂烧结形成多孔石英砂块，用浸 渍提拉法在石英砂上均匀涂敷并烧结形成厚度分别为50-200nm的TiO2薄膜。其具体做法 是，将多孔石英砂块浸入钛酸丁酯（Ti(OC 4H9M)酒精溶液中并慢速向上提拉，并施加流动 的空气促进酒精挥发，溶液在石英砂表面水解生成钛酸薄膜。然后再将多孔石英砂块放在 350~400°C的炉内焙烧脱水2小时，形成TiO 2薄膜；或者直接使用粒径为20-200nm，比表 面积多30m2/g的Ti(VK基浆料（七色光科技），将多孔石英砂反复浸入浆料，块形成TiO2浆 料膜，再将多孔石英砂块放在350~400°C的炉内焙烧脱水1. 5-2. 0小时，形成固化的TiO2 薄膜。
[0036] 实施例1
[0037] 2. 1超声空化水下密集气泡流体的产生
[0038] 在含气液体内施加超声波，使气泡在超声的作用下产生稀疏和压缩震动，在特定 的超声频率下，特定的气泡产生快速生长、收缩、再生成、再收缩，从而产生快速的爆裂生产 密集气泡；同时，气泡的周期性的振荡或崩裂瞬间，产生短暂的局部高温和高压，从而引发 力学、热学、化学等效应。设备特点：适用环境广泛，耐温耐压范围宽；结构型式多样，可根 据需要采用中置式、底附式、侧附式等超声辐射方式；结构紧凑，超声密度大、无死角，处理 速度快，处理量大，操作方便等特点。
[0039] 根据超声空化原理，水中气泡的共振频率是尺寸的函数，外加超声波可以与空泡 发生作用。假设液体密度为P，半径为艮、比热比为y (等温条时y = 1)、表面张力系数 为〇、流体压力为Ph的空泡固有振动频率L表达式为：
[0041] 使用频率为fa的超声波激励空泡，当fa=t时，气泡处于共振状态（不破裂）；当 f a〈f；时，气泡会崩溃；fa>f；时，气泡不会崩溃。本发明应用如图2所示的变频功率密度 调制超声波激励含气液体，动态产生和筛选气泡。
[0042] 图4是使用由双频超声换能器8_2a，在如图2和图3所示的变频功率超声激励下 产生水下密集气泡微波放电的反应器结构图。反应器由双频超声换能器8_2a、曝气装置 13、谐振腔6-4、波导管6-2、放电管12、负载催化剂石英小球、光学观测口、绝缘支架、底座 1、进水口、进气口、出水口、出气口和顶盖等单元组成。其中，石英小球放置在两层绝缘网 11之间；双频超声换能器8_2a安装在反应器的底部，换能器在超声电源8-la的驱动在水 中产生空化和扰动，产生含有密集气泡的气液混合相流体；光学观测窗，采用一段封闭的石 英玻璃管，插入反应器内，石英玻璃管的底部紧贴放电区域，可将发光光谱仪的光纤探头深 入光学观测窗检测放电光谱；反应器的底座1和绝缘筒16使用聚四氟乙烯板材制作；石英 小球放置在放电管12内，放电管12外由微波谐振腔6-4环绕，放电管12使用聚四氟乙烯、 高密度聚丙烯、陶瓷或石英等不吸收或微量吸收微波的材料制作，为了便于观察，放电管12 使用石英玻璃制作；壳体2的下方设有反应器进气口 10-1及反应器进水口 10-2,壳体2的 上方设有反应器出水口 10-4及反应器出气口（10-3)。气相和液相在超声波的作用下形成 含有密集气泡的气液两相流，在反应器内部自下而上流动，经放电和催化处理后从反应器 的上端出气口和出水口排出。
[0043] (2)阻拦绝缘网板
[0044] 图4所示的反应器内，在上端和下端分别安装图5所示的板状阻拦绝缘网11，绝缘 网11使用聚四氟乙烯、高密度聚丙烯、陶瓷或石英材料制作。绝缘网11的孔径〇. 5-2. 5mm， 孔中心间距I. 0-6. 0mm，板厚I. 5-3. 0mm，孔洞11-1垂直穿过板材并均勾分布。绝缘网11 的作用是，固定石英小球/石英砂和协助水下密集气泡的产生。
[0045] 双频的超声电源8-la主体电路及其匹配：
[0046] 图6所示为激励双频超声压电换能器的电源主体电路，图中的DDS1/2作为超声 波发生器的初始信号源，使用ADI公司的AD9838、AD5930、AD5932、AD9831、AD9832、AD9837 等器件，其输出高速电压比较器A1/A2形成方波，在通过D触发器U2A/U2B构成的二分频 电路获得占空比为〇. 5的方波，与门U1A/U1B在MCU的GP0/GP1控制下，送出图7所示的功 率密度调制扫频信号，并实现图8所示的变频功率密度调制信号，功率密度信号通过逻辑 控制单元UH/UL分别转换为可以驱动全桥逆变电路的4路逻辑信号。端口 HL与LR的方波 信号同相，端口 HR与LL的方波信号同相，HL与HR的方波信号反相；集成电路UD1-UD4为 M0SFET/IGBT管（Q1-Q4)构成的全桥电路的驱动芯片，采用IR2186等芯片；全桥逆变器驱 动由CP1/CP2和变压器PT1/PT2构成的谐振电路，在变压器的次级产生高压激励信号，变压 器的次级连接功率超声换能器匹配电路及换能器系统。
[0047] 图7所示的匹配网络的等效阻抗表达式为：
[0049] 激励电源的角频率《、有功功率电阻Ra、匹配电感电感量Lni和并联匹配电容Cni表 达式为：
[0051] 图8所示的串联电感T型匹配网的等效阻抗表达式为：
[0054] 激励电源的有功功率电阻Ra和匹配电感电感量L "的表达式为：
[0056] 并联匹配电容Cni的值，由有功功率电阻Ra求解。
[0057] 水处理单元的工作原理
[0058] 使用超声空化产生水下密集气泡的微波处理单元的工作原理如图9所示，数据采 集与控制单元与微波源6-1、超声电源8-la和光谱检测器9连接。反应器出水口 10-4安装 有气液分离器15 ;所述阀门组件包括设置在干净水源出水管上的第一阀门5-1、设置在储 水箱出水管上的第二阀门5-2、设置在进气管道上的第三阀门5-3、设置在储水箱进水管上 的第四阀门5-4和设置在单次处理水出水管上的第五阀门5-5 ;栗组件包括气栗4-2和液 压栗4-1 ;干净水源出水管的另一端、储水箱出水管的另一端均与反应器进水口 10-2相连 接，液压栗4-1安装在反应器进水口 10-2处；储水箱进水管的另一端和单次处理水出水管 的另一端均与气液分离器出水口相连接；进气管道一端与反应器进气口 10-1相连接，另一 端与反应器出气口 10-3及气液分离器出气口相连接，气栗4-2安装在反应器进气口 10-1 处。
[0059] 启动微波源6-1后，微波通过波导管6-2和功率调配器6-3与反应器的谐振腔6-4 相连接，调配器6-3的作用是实现微波源6-1与微波谐振腔6-4之间的功率和负载匹配，提 高谐振腔6-4从微波源6-1获得的能量效率；双频的超声电源8-la与反应器底部的压电 换能器连接，阀门组件（VR1和VR2-VR4)在数据采集与控制单元的控制下，实现水处理通道 的选择，未经过处理的水从阀门VRl进入，在压液栗4-1的输送下进入反应器，气体在气栗 4-2的输送下从反应器的底部进入，需要重复处理的水，经过反应器处理后的水通过气液分 离器后，从阀门V4送入储水箱3。需要单次处理的水，在经过气液分离器后不进入储水箱 3，从阀门V5流出；水和气体的流量，分别通过液体流量计FL和气体流量计FG获取；光探测 器用于检测放电区域的放光光谱，其特定波长的光谱相对强度数据由数据采集与控制单元 获取，数据采集与控制单元可以根据采集到的放电光谱强度，进一步调节微波源6-1和超 声电源8-la的输出功率，使放电处于最佳的参数配置。
[0060] 本发明的有益效果如下：（1)使用石英或陶瓷反应器，使微波穿过而不被吸收； (2)含有密集气泡的气液两相流，可以有效降低微波放电的难度；（3)超声或机械搅拌，增 强了气液两相之间的扩散与传质，催化剂减小了反应活化能，从而可以有效提升水处理的 反应速率。
[0061] 实施例二：
[0062] 2. 2机械搅拌水下密集气泡两相流的产生
[0063] (1)反应器原理
[0064] 运用快速旋转的机械叶片搅动含气流体，在水中动态产生和筛选气泡尺寸和密 度，为水下微波放电创造条件。在水下密集气泡中产生微波放电并处理流动的废水，充分利 用放电产生的UV与负载TiOJ莫的固体材料联合构建固液气三相联合的催化反应系统，在 旋转叶片扰动作用下，为流体提供流速，同时增强流体扩散和催化反应，达到有效提升水下 密集气泡微波放电降解废水效率的目的。
[0065] 图10是使用由调速电机8_2b带动搅拌叶片，在水下产生密集气泡，降低微波放电 难度的反应器结构图。反应器由调速电机8-2b、曝气装置13、谐振腔6-4、波导管6-2、放 电管12、负载催化剂石英小球、光学观测口、绝缘支架、底座1、进水口、进气口、出水口、出 气口和顶盖等单元组成。其中，石英小球放置在两