超声波在水处理中的应用
浅析水处理中高级氧化技术的应用
浅析水处理中高级氧化技术的应用【摘要】水处理是一项重要的环保工作，而高级氧化技术作为其中的一种先进技术，在水处理中发挥着重要作用。
本文首先介绍了高级氧化技术的基本概念和原理，包括光催化氧化技术、臭氧氧化技术和超声波氧化技术在水处理中的应用。
接着分析了高级氧化技术的优势和局限性，以及未来的发展方向。
最后强调了高级氧化技术对水处理的重要性，并提出了推广其在水处理中的应用的建议。
通过对高级氧化技术的深入探讨，可以更好地认识其在水处理领域的意义和价值，为环境保护和可持续发展做出积极贡献。
【关键词】水处理技术、高级氧化技术、光催化氧化技术、臭氧氧化技术、超声波氧化技术、优势、局限性、未来发展方向、重要性、推广应用.1. 引言1.1 水处理技术的重要性水是生命之源，是地球上最重要的资源之一。
随着人口的增长和工业化的发展，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。
水处理技术的重要性日益凸显，成为保护水资源、维护生态平衡的关键手段。
水处理技术的发展，可以有效地净化水质，提高水资源的利用率，保障人们的健康和生活质量。
通过水处理技术，可以去除水中的有毒物质、细菌、重金属等有害物质，确保饮用水和环境水的安全。
水处理技术还可以实现水资源的循环利用，减少水资源的浪费，促进水资源的可持续利用。
水处理技术的重要性不言而喻。
只有通过不断创新和发展水处理技术，才能更好地保护水资源、维护生态环境，实现可持续发展的目标。
对于人类的生存和发展都至关重要，我们应该重视并不断完善水处理技术，为水资源的可持续利用和生态环境的保护做出贡献。
1.2 高级氧化技术介绍高级氧化技术是一种利用高级氧化剂将水中的有机物质降解为无毒无害产物的先进水处理技术。
与传统的物理化学处理技术相比，高级氧化技术具有处理效率高、无二次污染、操作简便等优点。
常见的高级氧化技术包括光催化氧化技术、臭氧氧化技术和超声波氧化技术。
光催化氧化技术是利用可见光或紫外光照射下产生活性自由基，从而将有机物质降解为无害物质的技术。
超声波空化的原理及应用
超声波空化的原理及应用1. 超声波空化的原理介绍超声波空化是指将液体中的气泡加热到沸腾温度，从而引发液体的剧烈汽化过程。
其基本原理是通过超声波的作用，将气体形成的微小气泡加热扩大，最终导致空化发生。
2. 超声波空化的应用领域超声波空化在许多领域都有广泛的应用，下面是一些主要的应用领域：•医疗领域–超声波空化在医疗领域中常用于激光手术和无创手术中，可以用于消融肿瘤、治疗靶向肿瘤等。
–超声波空化还可以用于聚焦超声治疗，通过空化效应来达到溶解和消融组织的效果。
•环境领域–超声波空化被广泛应用于水处理领域，特别是饮用水和废水处理方面。
可以通过超声波空化来去除水中的污染物和细菌等。
–超声波空化也可以用于空气净化，可以通过超声波的作用将空气中的有害物质转化为易于过滤的微小颗粒。
•食品加工领域–超声波空化可以用于食品加工中的脱水、浸泡和辅助萃取等过程。
–在蛋白质分离和提取方面，超声波空化可用于提高提取效率，缩短提取时间。
•化工领域–超声波空化在化工领域中有广泛的应用。
可以用于溶剂萃取、气体清洗、速溶性粉末制备等过程。
•生物医药领域–超声波空化可以用于制备生物医药领域的纳米颗粒、微球和微胶囊等。
–在药物传递方面，超声波空化可以实现药物的高效穿透和释放。
3. 超声波空化的工作原理超声波空化的工作原理与声波振荡和气泡尺寸变化密切相关。
下面是超声波空化的工作原理的主要过程：1.超声波传播及气泡产生：超声波在液体中传播时，会产生局部压力变化，形成包含负压区域的声场。
当超声波达到一定强度时，液体中的成核中心会形成气泡。
2.气泡收缩：超声波空化中的气泡在超声波作用下会经历收缩阶段。
在收缩过程中，气泡内部的温度和压力都会上升。
3.温度升高：气泡收缩会导致气泡内部温度升高，当气泡温度达到液体的沸腾温度时，液体会发生剧烈汽化过程。
4.液体空化：超声波空化最终会导致液体中的气泡加热到沸腾温度，从而引发液体的剧烈汽化过程。
4. 超声波空化的优势和挑战超声波空化具有一些明显的优势，但也面临一些挑战：优势： - 高效：超声波空化可以在较短的时间内实现液体的剧烈汽化，提高工作效率。
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。
超声波辅助碱提酸沉法
超声波辅助碱提酸沉法
超声波辅助碱提酸沉法是一种新型的水处理技术，它采用超声波和化学方法相结合的方式，能够高效地去除水中的有机污染物和重金属离子。
本文将从原理、应用及优缺点三个方面介绍超声波辅助碱提酸沉法。
一、原理
超声波辅助碱提酸沉法是利用超声波的物理作用和化学反应结合的方法，通过超声波的能量将水中的有机污染物和重金属离子分散到水中，然后通过加入化学药剂进行化学反应，使其沉淀到水底部。
在此过程中，超声波的作用能够破坏污染物和重金属离子的分子结构，使其更容易被化学药剂吸附，从而提高去除效率。
二、应用
超声波辅助碱提酸沉法广泛应用于工业废水、生活污水、地下水、河流水等水体的处理中。
它具有处理效率高、操作简单、处理成本低等优点。
在工业废水处理方面，它能够有效地去除有机物、重金属、氨氮等污染物，达到国家排放标准。
在生活污水处理方面，它能够去除污水中的悬浮物和有机物，使其达到可回用水标准。
三、优缺点
超声波辅助碱提酸沉法的优点在于处理效率高、操作简单、处理成本低、处理效果稳定等。
同时，它也具有一定的缺点，如对水体中
化学物质的浓度和性质有一定要求，对超声波的频率和功率也有一定的限制。
超声波辅助碱提酸沉法是一种高效、低成本、易操作的水处理技术，具有广泛的应用前景。
在未来的水处理领域中，超声波辅助碱提酸沉法将会发挥更加重要的作用，为人们提供更加清洁、健康的生活环境。
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。
超声波有什么效应能去除废水中的有机物和藻类
超声波有什么效应能去除废水中的有机物和藻类?
超声波(US)是指频率为20～1000kHz的弹性波，在传播中能够产生一系列物理、化学、生物等效应，来实施废水有机物和藻类的去除。
这些效应归纳起来主要有：
(1)空化效应超声空化的产生是存在于液体中的微气泡(空化核)
在声场的作用下振动，当声压达到一定值时，气泡将迅速膨胀，然后突然闭合，在气泡闭合时，产生冲击波，最终崩溃，这种微小气泡振动、膨胀、闭合、崩溃等一系列动力学过程为超声空化，在气泡闭合炸裂瞬间产生一系列高压(局部压力100MPa)、高热(瞬间温度4000K)和光电等物理效应，使得废水中有机物在空化泡内发生化学键断裂、水相燃烧、高温分解。
同时进入空化泡的水蒸气在高温和高压下发生分裂和链式反应，产生OH·。
亲水性、难挥发的有机物在空化泡气液界面上或水中同OH·进行氧化反应，有机物被降解。
(2)机械效应在空化泡破裂的过程中产生高速射流，速度可达110m/s,从而产生强烈的冲击力。
超声波在传播过程中，会引起质点的交替压缩与伸张，引起质点的振动，虽位移不大，但其质点加速度与超声波振动频率的平方成正比，可以达到很高。
有时超过重力加速度数万倍，从而造成强大的机械效应。
高速射流、强烈冲击波，以及强大的剪切力等导致藻类细胞，特别是藻类的气囊结构受到剧烈的破坏，从而有效地去除水体中的藻类。
超声波还与其他技术联用，如与Fenton试剂、光催化、生物催化、电解等联用，能更加有效地去除有机物并产生协同降解效应。
超声波技术具有适用领域广泛、操作简便、无污染等特点，是一种前景广阔的水处理技术。
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。
超声波在污水处理中的应用
超声波在污水处理中的应用超声波技术是一种利用超声波的机械振动作用来实现物质份子之间的相互作用的技术。
它已经被广泛应用于污水处理领域，具有高效、环保、节能等优点。
本文将详细介绍超声波在污水处理中的应用，并分析其优势和局限性。
一、超声波在污水处理中的应用场景1. 污泥处理：超声波可以有效地破碎和分散污泥颗粒，提高污泥的可流动性和可处理性。
通过超声波处理后的污泥更易于脱水和干燥，从而减少了处理成本。
2. 水质净化：超声波可以破坏水中的微生物细胞膜，杀灭细菌、病毒和其他有害微生物。
同时，超声波还可以去除水中的悬浮颗粒、悬浮物和沉积物，提高水质的净化效果。
3. 水处理设备清洗：超声波可以在水处理设备中产生强大的清洗效果，去除设备表面的污垢和沉积物。
这不仅提高了设备的工作效率，还延长了设备的使用寿命。
4. 水中有机物降解：超声波可以通过振动和剪切作用，加速水中有机物的氧化和降解过程。
这对于处理含有有机物的废水具有重要意义，可以提高处理效率和降低处理成本。
二、超声波在污水处理中的优势1. 高效性：超声波可以在短期内对污水进行处理，大大提高了处理效率。
与传统的物理、化学处理方法相比，超声波技术更加高效。
2. 环保性：超声波处理污水不需要添加化学药剂，减少了对环境的污染。
同时，超声波技术本身也是一种清洁能源，不会产生二氧化碳等有害气体。
3. 节能性：超声波处理污水所需的能量相对较低，节约了能源消耗。
与传统的污水处理方法相比，超声波技术具有更低的能耗。
4. 适应性：超声波技术可以与其他污水处理技术相结合，形成综合处理系统。
它可以根据不同的污水特性进行调整和优化，适应不同的处理需求。
三、超声波在污水处理中的局限性1. 设备成本较高：超声波处理设备的成本相对较高，需要投入较大的资金。
这对于一些小型污水处理厂来说可能是一个限制因素。
2. 能量传递效率低：超声波在传递过程中会发生能量损耗，导致处理效果不如理论值。
因此，需要合理设计和优化超声波传递系统，提高能量传递效率。
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环境工程文章编号:1002-1124(2004)11-0027-03 超声波在水处理中的应用彭亚男(哈尔滨师范大学化学系,黑龙江哈尔滨150080) 摘 要:超声波技术作为一种新的污染治理技术正在日益受到人们的重视,它具有操作简单方便,降解速度快等优点,其在强化污水污泥及有毒有害和难降解有机废水处理等方面已显示出巨大潜力。
本文对近年来的超声波技术在工业水处理中的应用作了综述。
关键词:超声波;废水处理;难降解废水;有机污染物;降解中图分类号:X 703 文献标识码:BApplication of ultrasonic in w astew ater treatmentPE NG Y a -nan(Department of Chemistry ,Harbin N ormal University ,Harbin 150080,China )) Abstract :Ultras onic technique as a new pollution treatment method is attracting people ’s attention increasingly.Itis chatacterized by its simplicity on operation and the speediness in the degradation of s ome pois onius.It hsa shown the great potential of the treatment of sewage sludge and tefractory wsatewater.A comprehensive review on the applications and tecent advances of ultras ouvd in wastewater treatment has been given in this paper.The principles 、characteristics 、in 2fluencing factors and the main achievements and conclusions available to date ass ociated with s onolysis of wastewater have been outlined.Further point out.K ey w ords :ultras ound ;wastewater treatment ;refractory wastewater ;organic pollutant ;degradation收稿日期:2004-08-15作者简介:彭亚男(1954-),女,高级实验师。
近年来利用超声波强化有机废水的降解或直接利用超声波降解有机废水的研究报道日益增多。
研究内容涉及降解机理、降解动力学、中间体的检测、影响超声降解过程的因素和优化条件实验等。
超声波技术作为一种新的废水处理技术,已有了大量的实验室基础研究成果,并有部分已进入了实际应用,被认为是一种有前途的废水处理技术。
1 基本原理超声波是由一系列疏密相间的纵波构成,并通过液体介质向周围传播。
超声波的频率范围一般为20～10MH z ,当一定强度的超声波施与某一液体系统时,将产生一系列的物理和化学效应,并明显改变液体中溶解态和颗粒态物质的特性,这些反应是由声场条件下大量空化气泡的产生和破灭引起的。
当声能足够高时,在疏松的半周期内,液相分子间的吸引力被打破,形成空化气泡,其寿命约为011μs 。
空化气泡破灭时将产生极短暂的强压力脉冲,并在气泡周围微小空间形成局部热点。
声化学反应主要源于声的空化效应以及由此引发的物理和化学反应。
液体的声空化过程是集中声场能量并迅速释放的过程,超声波对有机物的降解不是直接的声波作用,因为超声在液体中波长为10～01015cm (相当于15kH z 至10MH z )远远大于分子的尺寸,而是和液体中产生的空化气泡的崩灭有密切关系,足够强度的超声波通过液体时,在声波负压半周期,存在于液体中的微小气泡(空化核)会迅速张大,在相继而来的声波正压相中,气泡又绝热压缩而崩灭,在空化泡崩溃的极短时间内,会在空化泡周围的极小空间中产生高温和高压,进入空气泡中的水蒸汽在高温和高压下发生分裂及链式反应氧自由基(・OH ),・OH 又可以结合生成过氧化氢(H 2O 2),同时并伴有强烈的冲击波和时速高达400K ・h -1的射流,这就为在一般条件下难以实现的化学反应提供了一种非常特殊的物理环境,打开了化学反应的通道。
这种反应是由于产生高活性的自由基和热解引起的。
这种空化气泡充满蒸汽并被疏水性的液体边界包围,因此,挥发性和疏水性物质优先积累于气泡中,发生热解和自由基反应。
最近研究表明,这种声化学反应主要发生在100～1000kH z 的中等频率范围内[1]。
Sum 110N o 111 化学工程师Chemical Engineer 2004年11月2 超声降解反应的类型在空化效应作用下,有机物的降解过程可以通过高温分解或自由基反应两种历程进行。
在超声空化产生的局部高温、高压环境下,水被分解产生・H和・OH自由基(・OH的氧化能力仅次于元素F),另外溶解在溶液中的空气(N2和O2)也可以发生自由基裂解反应,产生・N和・O自由基。
这些自由基会进一步引发有机分子的断链。
自由基的转移和氧化还原反应,可见超声降解本质上完全同光催化一样,也属于自由基氧化机理。
实验发现,在超声降解过程中,会产生一系列复杂的中间化合物,这与溶液中存在着众多的自由基种类有关。
因此,超声波有可能成为一种新颖的、无污染的污水处理方法[2]。
3 超声降解的影响因素311 超声功率强度超声降解反应的速率一般总是随功率强度的增大而增加[3]。
但功率强度过高会适得其反。
超声功率强度一般以单位辐照面积上的功率来衡量,有时也采用单位体积液体消耗的功率来表示。
312 超声波频率最近的研究表明,高频超声波有助于提高超声降解速度[4],这是由于・OH自由基的产率随声源频率的增加而增加[5,6]。
事实上,在超声降解过程中,超声强度在频率之间可能有一个最佳匹配问题,而且频率的选择与被降解有机物的结构、性质以及降解历程有关,并不是在所有情况下高频超声波都是有利于降解的。
因此,工业上应用的功率超声的频率一般均低于60kH z。
313 超声波反应器的结构反应器设计的目的就是在恒定输出功率条件下尽可能提高混响场强度,增强空化效果。
反应器可以是间歇的或连续的工作方式,超声波发生元件可以置于反应器的内部或外部,可以是相同频率的或不同频率的组合。
314 溶解气体的影响溶解气体对超声降解速率和降解程度的影响主要有两个方面的原因:(1)溶解气体对空化气泡的性质和空化强度有重要的影响;(2)溶解气体如N2O2产生的自由基也参与降解反应过程,因此,影响反应机理和降解反应的热力学和动力学行为。
超声空化产生的最高温度和压力总是随绝热指数r的增高而升高。
对单原子气体r=11666,而多原子气体(如泡腔内的空气,水蒸汽或有机物蒸汽)的绝热指数总是小于原子气体。
315 液体的性质液体的性质如溶液粘度,表面张力,pH值以及盐效应都会影响溶液的超声空化效果。
溶液粘性对空化效应的影响主要表现在两个方面:(1)影响空化阈值;(2)它能吸收声能。
当溶液粘度增加时,声能在溶液中的粘滞消耗和声能衰减加剧,辐射入溶液中的有效声能减小,致使空化阈值显著提高,溶液发生空化现象变的困难,空化强度减弱。
因此,粘度太高不利于超声降解。
随着表面张力的增加,空化核生成困难,但它爆炸时产生的极限温度和压力升高,有利于超声降解。
当溶液中有少量的表面活性剂存在时,溶液的表面张力迅速下降。
在超声波作用下有大量泡沫产生,但气泡爆破时产生的威力很小。
因此,不利于超声降解。
对于有机酸碱性物质的超声降解,溶液pH值具有较大影响。
超声降解发生在空化核内或空化气泡的气-液界面处。
因此,溶液的pH值调节应尽量有利于有机物以中性分子的形态存在并易于挥发进入气泡核内部。
在溶液中加入盐,能改变有机物的活度性质,因此,改变有机物在气-液界面相与本体液相之间的浓度的分配,从而影响超声降解速率。
316 温度温度对超声空化的强度和动力学过程具有非常重要的影响,从而造成超声降解的速率和程度的变化。
温度升高会导致气体溶解度减小,表面张力降低和饱和蒸汽压增大,这些变化对超声空化是不利的。
一般声化学效率随温度的升高呈指数下降,因此,声化学过程在低温下(小于20℃)进行较为有利于超声降解实验,一般都在室温下进行。
317 协同效应用超声波降解水中的污染物作为一个新兴的研究领域,目前尚处于探索阶段。
该技术要实现工业化,需要提高声能的利用率和降解速度,超声空化产生机械效应可以极大地改善非均相界面间的传质和传热效果。
如何有效的利用超声空化是声化学的主要研究方向,将有机物水溶液的超声降解与其他降解方法相结合,有可能在充分发挥超声波的化学效应的同时,也使其机构效应通过对其他过程的强化效应得到发挥,从而产生协同效应,提高有机物的降82彭亚男:超声波在水处理中的应用 2004年第11期解速率和程度。
4 在水处理中的主要应用超声波降解水中污染物,是近年来发展起来的一项新型水处理技术。
它集高级氧化技术(Ad2 vanced Oxidation T echnology),焚烧,超临界氧化等多种水处理技术的特点于一身,降解条件温和,降解速度快,适用范围广,可以单独或与其它水处理技术联合使用,使超声波在水处理方面得已广泛应用。
411 处理固体悬浮颗粒超声波通过液体时,可以破坏液体中颗粒的双电层球行对称结构,并产生偶极矩,导致颗粒脱稳并凝聚增大(即产生超声凝聚效应)。
也可以借助高频振动使液体内部产生许多微小空穴,使溶解于液体中的气体以小气泡的形式挤出,从而加速液体中悬浮物的上浮(即产生超声空穴效应)。
例如,苏联的有关研究员研究发现:采用合适频率和声强的超声处理含高岭土的污水时,可以使高岭土颗粒的沉降速度增加约一倍,同时污水中冒出的气泡使部分絮凝物上浮,含悬浮物的污水投加混凝剂后再用超声波处理时,悬浮物混凝速度可以加快,且超声频率相当低时产生的效果最好。
日本等研究人员通过实验发现:超声处理乳化油废水时,水中小油滴凝聚、增大并上浮,油水分离效果良好。
412 处理某些含重金属络合物的废水超声波处理某些含重金属络合物的电废水时,可以将重金属络合物的金属离子和络合剂分离,从而较方便的除去重金属。
例如,含镍约4000×1026 m ol・L-1的废水,用一定频率和强度的超声作用一段时间后再经过滤处理,可除去99%以上镍;含铜1000×1026m ol・L-1左右的电镀废水经超声处理并过滤后,可除去约9918%的铜。