超声波水处理

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利用超声波的作用对废水进行处理的一种深度净化技术。超声波是一种频率高于可听声频率(一般为20千赫)的声波。利用超声波与物质的特殊作用(主要为空化、热作用等),可降解废水中的有机污染物。例如:氯苯、氯酚的脱氯,对硫磷的降解等。通常超声波对极性的难挥发物质的处理效率比非极性的挥发性污染物差,对疏水性污染物的降解效果好于亲水性污染物。

超声波降解污水中有机污染物技术既可单独使用，也可利用超声波空化效应，将超声波降解技术同其他处理技术联用进行有机污染物的降解去除。联用技术有如下类型：

1、超声波与臭氧联用进行污水处理，以超声降解、杀菌与臭氧消毒共同作用于污水。

2、超声波与过氧化氢联用进行污水处理，以达成对污染水体降解、杀菌、消毒之目的。

3、超声波与紫外线联用进行污水处理，组成光声化学技术利用超声波技术和紫外光技术各自降解能力叠加协同和互补作用，对污水中常见的有机污染物苯酚、四氢化碳、三氢甲烷和三氯乙酸进行降解，使四种物质的降解产物为水、二氧化碳、C1-或易于生物降解的短链脂肪酸。

4、超声波与磁化处理技术联用进行污水处理，磁化对污水既可以实现固液分离，又可以对COD、BOD等有机物降解，还可以对染色水进行脱色处理。

5、超声波还可以作为传统化学杀菌处理的辅助技术，在用传统化学方法进行大规模污水处理时，增加超声波辐射，可以大大降低化学药剂的用量。

内容简介

超声波水处理技术是近十几年来兴起的新技术。它主要通过将功率超声引入水中，达到去除水中污染物、净化水体的作用，也可用于污泥的处理。本书是作者在近10年从事超声水处理研究的基础上写成的，全书共分8章，系统论述和介绍了功率超声原理与设备，超声波技术在抑藻、除藻，饮用水深度处理、消毒和污泥处理等方面的最新研究进展与应用。

本书可以帮助环境工程领域的科研工作者和工程技术人员全面、深入地了解超声波水处理技术，从而推动超声波水处理技术在我国的应用和发展。

影响污水处理中超声波降解的主要因素包括溶解气体、pH值、反应温度、超声波功率强度和超声波频率：

1、溶解气体的存在可提供空化核、稳定空化效果、降低空化阈，对超声波降解速率和降解的影响主要有两方面的原因：A、溶解气体对空化气泡的性质和空化强度有重要的影响；B、溶解气体如N2O2产生的自由基也参与降解反应过程，因此，影响反应原理和降解反应的热力学和动力学行为。

2、对于有机酸碱性物质的超声波降解，溶液的pH值具有较大影响。当溶液pH值较小时，有机物质可以蒸发进入空化泡内，在空化泡内直接热解；同时又可以在空化泡的气液界面上和污水中空化产生的自由基发生氧化反应，降解效率高。当溶液pH值较大时，有机物质不能蒸发进入空化泡内，只能在空化泡的气液界面上同自由基发生氧化反应，降解效率比较低。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。

3、温度对超声波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。温度提高有利于加快反应速度，但超声波诱导降解主要是由于空化效应而引起的反应，温度过高时，在声波负压半周期内会使水沸腾而减小空化产生的高压，同时空化泡会立即充满水汽而降低空化产生的高温，因而降低降解效率。一般声化学效率随温度的升高呈指数下降。因此，低温(小于20℃)较为有利于超声波降解实验,一般都在室温下进行。

4、研究表明，并非频率越高降解效果越好。超声波频率与有机污染物的降解原理有关，以自由基为主的降解反应存在一个最佳频率；以热解为主的降解反应，当超声声强大于空化阈值时，随着频率的增大，声解效率增大。

5、超声波功率强度是指单位超声发射端面积在单位时间内辐射至反应系统中的总声能，一般以单位辐照面积上的功率来衡量。一般来说，超声波功率强度越大越有利于降解反应，但过大时又会使空化气泡产生屏蔽，可利用超声波功率强度能量减少，降解速度下降。