超声波在水处理中的应用研究
超声波在水处理中应用研究
超声波在水处理中应用研究随着现代工业的发展，各种污染物和废水制造增加，给环境带来了很大压力。
超声波技术是近年来应用广泛的环保技术之一，它因其非接触性、高效性和无副作用等优点，被广泛应用于水处理。
超声波能够破坏污染物的分子结构，使其变得更易分解，从而实现清除污染物的目的。
本文将详细阐述超声波在水处理中的应用研究。
1、超声波清洗技术超声波清洗技术是指利用超声波来激发液体中的压缩波和稳态化波，将液体中的污染物震荡起来，并诱导气泡产生、生长和破裂的过程，然后利用气泡的剪切力和撞击力，清洗污染物并将其彻底分离。
研究表明，布置在水处理系统中的超声波发生器能够大大提高水的清洁度和净化效率。
使用超声波清洗技术处理废水可使COD 和BOD5去除率提高10%左右，提高水的处理速率和稳定性，并降低水处理的成本。
使用超声波清洗技术处理污水，可以将处理效率提高3-5倍，减少污染物的排放量，达到环保的效果。
2、超声波催化氧化技术超声波催化氧化技术是指超声波作为能量催化氧化剂，将氧化剂快速注入污染物中，使其被氧化剂快速氧化，达到净化水的效果。
超声波催化氧化技术在处理废水、危险废物、有机废物和表面水处理方面均有广泛应用。
在实际应用中，可将催化反应时间缩短至数秒钟，快速清除废物并降低氧化废物到无害物的时间。
超声波催化氧化技术不仅能够去除有害污染物，并且能够破坏有机物分子结构，将其完全氧化成CO2和H2O，达到氧化清洁的效果。
3、超声波萃取技术超声波萃取技术是指将液体中的分离混合物用超声波进行振荡，利用超声波的剪切作用，将物质分离出来，并破坏固体样品的细胞膜，使其成分充分暴露。
超声波萃取技术能够提高生物样品和环境样品的提取效率，提高样品的相对线性程度，保持萃取物低变化，不受呼吸空气条件的影响，适合于大规模处理和机械化生产。
超声波萃取技术可快速、高效地分离各种植物成分，提取制药原料和天然色素等活性成份，适用于医药、化妆品、香料、植物油和食品制造等行业，具有很大的实际应用价值。
超声波技术在废水处理中的应用
超声波技术在废水处理中的应用随着工业化进程的加速，废水处理成为了当前环保领域重要的关注点，如何高效、便捷地处理废水是非常重要的问题。
目前，超声波技术逐渐成为了处理废水的一种有效手段，能够快速去除废水中的有害物质，提高处理效率，为环保事业作出了积极贡献。
一、超声波技术简介超声波利用的是高频振动的原理，将声波能量转化为物理能量，在各个领域得到了广泛应用。
超声波技术利用声波对物质产生压力和剪切力的作用，改变物质的内部结构，从而实现物质的改性、去污、杀菌、分散和乳化等功能。
二、超声波技术在废水处理中的应用1.超声波在去污中的应用废水中包含着各种有害物质，如油脂、化学品、颜料、颗粒等，这些物质对环境具有极大的污染作用。
超声波技术可以通过声波的作用原理将污物剪切成微小颗粒，使得废水中的有害物质更容易被去除，从而提高处理效率。
特别是对于难降解的废水，超声波技术作用更加显著。
2.超声波在乳化中的应用废水中含有大量难以分散的颗粒物和油脂物质，传统的处理方式往往需要耗费大量的能源和时间。
超声波技术通过声波的震荡作用，使得颗粒物和油脂物质更容易形成乳状体，从而快速分散于废水中。
这种处理方式有效降低了处理时间和能耗，同时提高了处理效率。
3.超声波在杀菌中的应用废水中含有各种细菌和病毒，对人体健康和环境造成危害。
传统的消毒方式往往需要使用化学药品，同时也容易导致环境污染。
超声波技术通过声波的波长作用，破坏了细菌和病毒的细胞膜结构，从而达到杀菌效果。
与传统消毒方式相比，超声波消毒更加环保、安全。
4.超声波在去除重金属中的应用废水中含有大量的重金属物质，如铅、铬等，这些物质会对环境和人体健康造成影响。
传统的去除方式往往需要使用高浓度药剂，同时具有消耗能源的缺点。
超声波技术利用声波能量使得重金属离子形成微粒，从而实现快速去除的效果。
这种处理方式成本低廉，同时也具有较高的处理效率。
三、超声波技术的发展趋势超声波技术在废水处理中的应用已经得到了广泛的认可，同时也存在一些需要改进的方面。
超声波在水处理中的应用研究
超声波在水处理中的应用研究超声波是一种具有高频、高能量的机械波，具有很强的穿透力和剪切作用。
因此，在水处理领域中，超声波可以用来改善水的物理性质、促进化学反应、消灭有害微生物等。
本文将介绍超声波在水处理中的应用研究。
一、超声波对水的物理性质的改善在超声波的作用下，水分子产生振动，从而改变了水的物理性质。
超声波可以使水中的气泡不断地变大和破裂，从而消除气体分离现象，促进气体和水的交换，提高水的溶氧量。
同时，超声波还可以使水中的颗粒聚集起来，形成大颗粒，从而提高水的过滤性能。
二、超声波在水处理中的化学反应促进作用超声波具有高能量和高频率的特性，可以加速化学反应，从而提高水的净化效率。
超声波可以对水中的污染物进行降解、氧化、还原等多种作用，可以加速各种化学反应的进程、提高反应产物的产率和纯度。
实验表明，超声波在水处理中可以促进氧化还原反应，增强化学物质的稳定性。
例如，超声波可以将氯离子转化为次氯酸根离子，从而提高水的消毒能力。
同时，超声波还可以促进氧化反应，例如臭氧氧化、高级氧化技术等。
研究发现，超声波的作用可以增强臭氧的氧化能力，降低氧化污染物的能量要求，提高氧化反应的产率和速率。
三、超声波消灭有害微生物超声波对微生物具有一定的杀菌消毒作用。
研究表明，超声波作用下，微生物的细胞壁和细胞膜受到破坏，细胞内部的细胞质和DNA发生损伤，导致细胞死亡。
因此，超声波可以用于水中有害微生物的消灭。
超声波消灭微生物的效果与频率、功率、作用时间、温度等因素有关。
实验表明，在一定条件下，超声波可以消灭多种微生物，例如大肠杆菌、“金黄色葡萄球菌”等。
总之，超声波在水处理中的应用研究有着广阔的前景。
通过超声波的作用，可以改善水的物理性质、促进化学反应、消除有害微生物等，提高水的净化效果。
但是超声波在水处理中还存在一些问题，例如能量转换效率低、系统设计、运行成本等问题，需要进一步研究和解决。
超声波在水处理领域有什么新的应用
超声波在水处理领域有什么新的应用水是生命之源，对于人类的生存和发展至关重要。
然而，随着工业化和城市化的加速，水污染问题日益严重，给人们的生活和环境带来了巨大的威胁。
为了有效地处理污水，保障水资源的质量和安全，科学家们一直在不断探索和创新新的水处理技术。
超声波技术作为一种新兴的物理处理方法，近年来在水处理领域展现出了广阔的应用前景。
超声波是一种频率高于 20kHz 的机械波，具有能量集中、穿透力强、方向性好等特点。
当超声波在水中传播时，会产生一系列的物理和化学效应，如空化效应、机械效应、热效应等，这些效应可以有效地去除水中的污染物，改善水质。
在污水处理方面，超声波可以用于强化生物处理过程。
传统的生物处理方法主要依靠微生物的代谢作用来降解有机物，但存在处理效率低、反应时间长等问题。
而超声波可以通过刺激微生物的活性，促进其生长和繁殖，从而提高生物处理的效率。
例如，超声波可以增加微生物细胞膜的通透性，使细胞内的酶更容易与底物接触，加速化学反应的进行。
此外，超声波还可以破碎细胞，释放出细胞内的物质，为其他微生物提供营养，进一步促进生物处理过程。
超声波还可以用于去除水中的悬浮物和胶体。
悬浮物和胶体是水中常见的污染物，它们的粒径较小，难以通过常规的物理方法去除。
超声波在水中产生的空化效应可以形成微小的气泡，这些气泡在破裂时会产生强烈的冲击波和高速微射流，能够使悬浮物和胶体颗粒凝聚、沉淀，从而实现分离。
同时，超声波的机械效应还可以破坏胶体的稳定性，使其更容易被去除。
在去除水中的重金属方面，超声波也发挥着重要作用。
重金属离子在水中通常以离子态存在，难以直接去除。
超声波可以与化学试剂协同作用，促进重金属离子的沉淀和吸附。
例如，在加入适当的沉淀剂后，超声波可以加速沉淀的形成和生长，使重金属离子更有效地从水中去除。
此外，超声波还可以改变吸附剂的表面性质，提高其对重金属离子的吸附能力。
超声波在消毒杀菌方面也具有独特的优势。
超声波技术在水处理中的应用研究
超声波技术在水处理中的应用研究超声波技术是一种以声波为媒介的物理处理技术，已经被广泛应用于水处理中。
超声波技术的优点是高效快速，且没有热效应，对原始水质不会造成损害，因此得到了研究人员的广泛青睐。
本文将探讨超声波技术在水处理中的应用研究。
超声波技术和水处理水处理是对水质进行净化和卫生处理的一种过程。
随着人们生活水平的提高，对水质的需求也越来越高。
现在，人们已经开始意识到水资源的极重要性，并积极从技术上改善水质。
超声波技术是一种具有广泛应用前景的高效物理技术，在水处理中有很多应用场景。
超声波技术主要是通过声波在介质中传播来实现物理处理的目的。
在水处理过程中，超声波技术能够有效地提高水中的物理和化学作用，从而促进水质升级。
现在，水处理领域的研究者越来越多地关注超声波技术，试图找到新的应用场景，以便更好地使用超声波技术改善水质。
超声波技术的应用领域超声波技术在水处理领域有很多应用领域，下面分别介绍一下。
1.污水处理超声波技术在污水处理中被广泛应用。
它可以帮助加速废水中有机物的分解，使污水中的废弃物分解更加充分。
在污水处理过程中，添加超声波技术不仅能够提高处理速度，还能节省处理成本。
这是因为超声波能够增加物质分子的碰撞频率和能量，从而提高水质中各种有害物质的分解过程。
2.水处理水处理通常是对自来水加工过程中的杂质进行处理，超声波技术在水处理过程中的应用比较广泛，主要是用于去除水中的杂质和浊度。
水中的大部分有害物质都是在水中悬浮的颗粒质量。
通过超声波技术，可以使水中颗粒的直径变小，从而使其在水中的含量降低。
超声波处理水的效果与化学处理相当，但其成本更低且对环境更友好。
3.石油化工工业石油化工工业中也广泛应用超声波技术。
利用超声波技术可以有效地提高石油化工品生产的质量和产量。
目前，已经有很多超声波技术被应用到石油化工行业生产中，如超声波加热、超声波清洗等。
4.深海采油在深海采油中，超声波技术被广泛应用。
超声波技术可以帮助提高采油的效率，增加油井生产。
超声波在水处理中的应用研究进展
超声波在水处理中的应用研究进展引言：水是人类生活不可或缺的重要资源，但水污染问题已经成为全球性的环境挑战。
为了解决水污染问题，科学家们不断努力寻找高效、环保的水处理技术。
超声波技术作为一种无污染、高效的水处理方法，已经引起了广泛的关注。
本文将介绍超声波在水处理中的应用研究进展。
一、超声波的工作原理超声波是指频率超过20kHz的机械振动波。
超声波传播时，可引起液体中微小气泡的振动、膨胀和破裂，从而产生剧烈的液体运动和物理效应。
超声波在水中的应用既包括物理效应，如溶解气体、气泡破裂等；也包括化学效应，如提高化学反应速率、触媒活性等。
二、超声波在水处理中的应用1.污泥处理超声波可以用来改善污泥处理过程中的固液分离效果。
通过超声波作用下，可以破坏污泥的粘聚作用，使其更容易与水分离。
研究表明，超声波对于减少污泥体积、提高污泥脱水效率有很好的效果。
2.水体净化超声波可以用来去除水中的悬浮颗粒、胶体和溶解有机物。
超声波的产生的微小气泡在水中迅速破裂，产生强烈的压力和剪切力，从而使水中的有机物质分解、氧化。
此外，超声波还可以提高吸附剂的活性，促进其与污染物的反应，从而提高水的净化效果。
3.水处理剂活化超声波可以使水处理剂在水中形成更稳定的胶体溶液，提高其活性和效果。
此外，超声波还可以促使水处理剂更均匀地分布在整个水体中，增加其覆盖范围，提高水处理效率。
4.水中重金属去除超声波可以加速水中重金属离子的沉淀和吸附。
超声波振动产生的微小气泡在水中迅速破裂，产生剧烈的湍流和涡流，从而增加颗粒与重金属的接触机会，提高重金属的去除效率。
三、超声波在水处理中的优势和挑战超声波在水处理中具有许多优势，如无需添加化学药剂、操作简便、处理效率高等。
但同时也存在着一些挑战，如超声波的能量分布不均匀、装置设计复杂等。
因此，如何克服这些挑战，进一步提高超声波技术在水处理中的应用效果，仍然需要进一步的研究和探索。
结论：超声波技术作为一种无污染、高效的水处理技术，已经在水污染治理中取得了一些研究进展。
超声波在水处理中的应用
超声波在水处理中的应用随着水资源的日益枯竭和水污染的日益严重，水处理技术在社会中的地位变得越来越重要。
而超声波技术作为目前比较新的一种水处理技术，具有成本低、能耗小、效果好等优点，近年来被越来越多的人所关注和应用。
一、超声波技术超声波是一种高频振动波，其频率一般在20kHz到10MHz之间，波长在1mm到1cm之间，在水中传导非常好，能产生大量气泡和微小的液流动，对水的物理、化学和生物性能都有影响，因此，超声波技术广泛应用于各种领域，包括水处理。
在超声波处理下，水中的化学反应速率大大提高，有机物降解速度加快，水体中氮、磷等含量降低，反应时间缩短，处理效果好，不需要加入化学药品。
二、超声波技术在水处理中的应用1. 去污：超声波可以产生气泡和微小的液流动，能够有效地破坏水中的污染物分子，使其变得更容易被其它处理方法去除，如过滤、吸附、沉淀等。
2. 消毒：超声波能够通过物理冲击和气泡爆裂的方式对微生物产生杀菌作用。
3. 降解有机物：超声波处理能够有效地降解水中的有机物，如油脂、药品、染料等。
4. 除臭：超声波能够破坏水中的有机物分子，降低水的臭味。
5. 去除水中悬浮物：超声波可以把水中的悬浮物聚集起来，从而使其更容易被过滤等处理方法去除。
6. 增加营养成分：在高能超声波处理下，可以使一些物质分子发生结构改变，从而释放出营养成分，增加水的营养价值。
三、超声波技术的优缺点优点：1. 无二次污染：使用超声波技术，不需要使用化学药品，不会产生二次污染。
2. 能耗低：超声波技术能耗比传统的水处理技术低得多。
3. 成本低：超声波单次成本低，维护费用也较低。
4. 处理效果好：超声波能够有效地去除水中的污染物，处理效果好。
缺点：1. 处理量小：超声波设备处理水的量比较小，需要多个设备串联才能达到大规模处理的效果。
2. 处理速度慢：超声波处理速度比传统的水处理技术要慢。
3. 设备维护较为复杂：超声波设备需要经常保养，以确保其长期稳定运行。
超声波水处理技术的研究与应用
超声波水处理技术的研究与应用随着工业化的快速发展和城市化的进一步加速，面对着越来越多的污染排放问题，水资源的保护和利用成为了当今社会必须解决的一个棘手问题。
超声波水处理技术作为一种新兴的水处理技术，专门应对一些难以处理的有机和无机污染物，近年来受到了越来越多学者的关注，成为了水处理行业的新研究热点。
一、超声波水处理技术概述超声波水处理技术是一种基于超声波理论的水处理技术，利用超声波产生的高能量破坏溶剂和污染物之间的键，使溶剂中的溶液分子发生超声波空化、气化、均相、脱溶、乳化、化学反应和破碎等物理、化学、生物效应，从而实现水的净化、消毒和去除有机和无机污染物的目的。
如今，超声波水处理技术已广泛应用于市政废水污染治理、生产废水处理、自来水水质净化、海水淡化、水体营养物的控制等领域。
二、超声波水处理技术的应用现状超声波水处理技术的应用具有广泛性和实用性，得到了越来越多的应用，下面简要细述。
1.市政废水污染治理：随着城市化进程的不断加速，市政废水排放量大，造成环境污染，治理方式也越来越重要。
超声波水处理技术被人们放在了市政污水处理的极重要位置，因其具有除菌、除臭、除垢等效应，可以使污水得到有效的净化，从而减轻对生态环境的污染。
2.生产废水处理：超声波水处理技术的应用不仅仅局限于市政废水治理，对于生产过程中产生的废水也能够进行有效治理。
以制鞋业为例，利用超声波水处理技术可以很好的去除鞋底表面的丙烯酸、烷基苯磺酸和有机颜料等污染物质，使废水得到有效净化，达到重复利用的目的。
3.自来水水质净化：自来水直接与市民生活相关，水质直接影响市民的健康，因此对于自来水水质的卫生处理工作尤为重要。
超声波水处理技术可以有效的去除自来水中的杂质、异味、铁锈味、二氯化脲、氯仿等有机和无机污染物，使自来水水质达到国家卫生水质标准。
三、超声波水处理技术的创新研究超声波水处理技术的创新研究涉及到多个方面，下面就部分创新研究进行简要概述。
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SOUTHWEST WATER & WASTEWATER
西南给排水
Vol.32 No.2 2010
反应物
苯酚 2-氯苯 3-氯苯酚 4-氯苯酚 2,4-二氯苯酚 硝基苯酚
氯苯 四氯化碳
氯仿
表 1 不同化合物的降解
超声波化条件
只要中间产物
20、 487kHz、 30W、 空气、 0.5mm 20kHz、 50W、 空气、 0.05mm 20kHz、 50W、 空气、 0.05mm 20kHz、 50W、 空气、 0.05mm 氩气 0.1mm
Simona Vajnhandl 等 [12] 利用超声波降解含氮染 料活性黑 5， 研究了各因素对降解效果的影响， 发 现随着频率、 声强、 作用时间的增大， 作用效果明 显 加 强 ， 初 始 浓 度 增 加 导 致 降 解 速 率 下 降 。 Limin Wang 等 [13] 在 超 声 波 降 解 含 氮 染 料 甲 基 橙 时 加 入 CCl4， 发现脱色速率常数主要取决于 CCl4 浓度、 pH 值和初始浓度， 在适当条件下， 加入 CCl4 可以使甲 基橙的脱色 速率增大 100 倍以上。 邢铁 玲等 [14] 研 究利用超声波降解亚甲基蓝， 探讨了反应温度、 pH 值和 Fe2+对染料脱色的影响。 4 超声波与其它工艺联合处理技术 4.1 US-O3 4.1.1 降解机理
由此表明， 在 US-O3 氧化体系中， 不管空化泡 内的气体组成如何， 臭氧均被迅速分解， 且 1molO3 可产生 2mol·OH， 而在单独臭氧氧化体系中， 1mol O3 只产生 1mol·OH。 因此， US-O3 氧化体系存在协 同效应主要是由臭氧气体在空化泡中热解产生更多 的·OH 引起的 。 [15-18] 4.1.2 降解效果 4.1.2.1 对芳香族有机污染物的降解
此类物系主要包括脂肪烃及其衍生物等。 HNakui 等 [7] 研究用 200kHz、 200W 的超声波降解一 定浓度的肼溶液， 发现 pH 是决定其降解的主要因 素， 降解结果表明了氢氧自由基对其降解有重要作 用。 直接用 40kHz 超声波降解醋酸， 随着初始浓度 的降低， 降解程度升高， 此外， 在降解过程中加入 NaCl， 其浓度增大， 降解程度也变大 [8]。 MDukkancl 等 [9] 利用超声波处理草酸也得到相同的结论。 3.2.2 对芳香族有机污染物的降解
平行板近场声处理器 (NAP) 是美国 Lewis 公司 开发的。 该系统由一个矩形空间构成， 矩形空间上
下两块平行金属板上都镶嵌有换能器， 分别产生频 率各自为 20 kHz 和 16 kHz 的超声波。 矩形空间内 的超声声强是单一金属板发射的超声声强的两倍以 上， 被处理液体从矩形空间的一端流入， 另一端流 出， 当液体流经上下两块金属板构成的区域时， 即 会受到超声 波的辐射 。 1998 年 ， G.Thoma〔3〕用 NAP 系统处理装置处理含苯和甲苯的废水， 处理液体积 为 22L， 流 量 为 3～10 mL/min， 整 个 处 理 过 程 中 以 O2 曝气。 试验结果表明， 初始质量浓度为 4～8 mg/L 的苯和甲苯废水经声强为 0.65～3.6 W/cm2 的 NAP 系 统处理后， 两者的降解均呈一级反应， 反应速率常 数为 0.002 7～0.037 0 min-1。 3 超声波单独作用处理水中有机污染物 3.1 降解机理
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工业给排水
西南给排水
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超声波在水处理中的应用研究
唐少楠 邓 风 何超群 徐 华
摘 要 声化学是一门新兴的交叉学科， 主要是指利用超声波 (US) 来加速化学反应， 提高化 学反应产率。 介绍了超声波的作用机理， 目前研发的几种比较典型的反应器， 重点阐述了几种超声 波与其它工艺联合处理的技术和发展方向。
பைடு நூலகம்
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西南给排水
Vol.32 No.2 2010
于挥发的有机物主要发生热解反应， 及类似燃烧化学 反应， 使其彻底降解， 不宜或难挥发的有机物主要发 生自由基反应。 声空化反应时空化泡崩溃的瞬间产生 的高温高压使 H2O 分解为 H·和·OH 自由基 [6]。 超声 降解的机理主要是热解反应和氧化反应两种类型。 3.2 降解效果 3.2.1 对脂肪类有机污染物的降解
亚硝酸盐、 硝酸盐、 蚁酸等 4-氯苯、 对苯二酚、 乙炔
四氯乙烯、 六氯甲烷
主要机理
自由基 自由基 自由基 自由基 自由基 自由基和热解 自由基和热解
热解 热解
寿命和几毫米的范围。 2 用于水处理的几种超声波反应器 2.1 超声清洗槽式反应器
普通的超声波清洗器一般是将一组并联的压电 换能器置于清洗槽底部， 槽内注入水等耦合液， 然 后将反应容器置于耦合液中。 这类反应器具有价廉 易得、 操作简单方便等优点， 目前实验室中大部分 的声化学反应都是用它来进行的。
Christian Petrier 等 [10] 研 究 在 氯 苯 和 对 氯 苯 酚 的混合溶液中， 充入氩至饱和， 超声频率为 300kHz 时， 更易挥发的氯苯首先进入空化泡中并降解， 对 氯苯酚只在氯苯降解完全后才开始降解。 HongweiHao， Minsheng Wu 等 [ 11] 利 用 频 率 为 1.7MHz 的超生装置成功降解 4-氯苯 酚， 降解之后 用核磁共振谱和质谱检测， 没有发现中间产物和最 终产物， 由此推断， 主要降解机理为在超声形成气 穴中高温分解有机物， 而不是自由基氧化。 3.2.3 对染料类化合物类的降解
石新军 [19] 研究了超声强化臭氧氧化降解高浓度 苯酚。 结果表明： 臭氧混合气体进气量、 溶液初始 pH 值、 苯酚溶液的初始浓度都会对超声强化臭氧降 解苯酚溶液有较大的影响。 Timothy lesko， Agustin J 等 [20] 研究 US-O3 协同作用降解苯酚溶液， 超声频率 在 200～1000kHz。 US-O3 协同作用能够完全快速地降 低 总 有 机 碳 ， 在 很 长 反 应 时 间 下 ， O3 氧 化 苯 酚 成 HCO2-和 C2O42-， 但剩余总有机碳仍很大， 证明 O3 单 独作用抑制进一步氧化成 CO2， 与超声联合作用可以 把 HCO2-和 C2O42-氧化成 CO2。 硝基类芳香族有机化合 物作为重要的化工原料,广泛应用于农药、 医药、 合成 材料、 机械、 和木材防腐等领域。 这类化合物中硝基 为吸电子基,使得苯环上的电子云密度大大下降,使氧 化酶的亲电子攻击大大受阻,造成在自然界中较难降 解,且具有 “三致” 作用。 V O Abramov 等 [21] 利用超 声协同臭氧技术处理 1， 3-二硝基苯和 2， 4-二硝基 甲苯的混合液， 这些化合物在臭氧单独作用下仍表现 很稳定， 但在超声协同臭氧下能够在较短时间内完全 降解这种混合物。 史 惠祥、 徐献文 等 [15] 研究发 现 US-O3 协同效应主要是由臭氧在空化泡内热解产生· OH 引起的。 采用高效液相色谱 (HPLC)、 离子色谱 (IC)、 GC-MS 等方法测定出对硝基苯酚降解的主要中 间产物有邻苯二酚、 邻苯醌、 对苯二酚、 对苯醌、 苯 酚、 反丁烯二酸、 顺丁烯二酸、 草酸和甲酸等。 4.1.2.2 对染料类有机污染物的降解
这是一种很有效的声化学反应器， 超声探头能 使能量集中， 在超声辐射端面上可以获得数百 W／ cm2 的声强。 变幅杆流动槽反应 器这种反 应器有以 下优点： 由于变幅杆的聚能作用， 声能密度大大提 高； 能根据声能密度的大小精确设计反应器； 探头 的发射端面一般设计为可拆卸式， 这样就可以根据 所需声强随时选用端面大小合适的探头， 同时， 当 探头被空化严重腐蚀后， 只需更换端部， 而不必更 换价格昂贵的整个探头。 2.3 平行板近场声处理器
本文在综合近几年国内外文献的基础之上， 讨 论了超声波的作用机理， 目前研发的几种比较典型 的反应器， 考虑到超声波单独处理并不能达到理想 的效果， 重点阐述了几种超声波与其它工艺联合处 理的技术。 1 超声波作用机理 [1] 1.1 空化作用
一定频率和声强的超声波辐射溶液时， 在声强 负压作用下产生空化泡， 随后在声波正压作用下迅 速崩溃， 产生异常的高温 (高于 5000K) 和高压 (高 于 50MP) 即形成所谓的 “热点”。 空化泡崩溃产生
在单独臭氧体系中， O3 可通过环加成反应、 亲 核反应和亲电反应直接对污染物进行降解， 也可通
过 分 解 成·OH 再 对 污 染 物 进 行 间 接 反 应 。 O3 可 由 OH-催化分解产生·OH 等自由基， 其反应为链反应。 当臭氧体系中加入超声波时， 臭氧分解不再是链式 反应。 在超声波作用下， 不管空化泡内的气体组成 如何， 臭氧均被迅速分解， 并释放出 O·自由基。 臭 氧热解产生的 O·在空化泡内与水蒸汽反应产生·OH。 与此同时， 水蒸汽也在空化泡内热解产生·OH。 上述 产生的·OH 在空化泡气液界面相互结合成 H2O2。
超声清洗器虽被广泛用于实验室的声化学研 究， 但在工业应用上有一些缺点: （1） 反应容器与 耦合液之间的声阻抗差别很大， 声波反射极为严 重； （2） 清洗槽内的声强较小， 一般不超过 5 W/ cm2； （3） 由于商品化的超声清洗器的频率都不准 确， 且其效率与反应容器的形状以及反应容器置于 耦合液中的深度有关， 因而试验结果的重现性比较 差； （4） 反应过程中耦合液会因吸收超声波的声能 而温度升高， 因而不易控制反应温度。 2.2 变幅杆式声化学反应器
20、 487kHz、 30W、 空气、 氩气,氧气、 0.5mm 20、 500kHz、 30W、 空气、 0.035mm 200kHz、 空气、 氩气