超声技术在水处理中主要影响因素的研究进展 RESEARCH PRGRESS ON SEVERAL KEY FACTORS IN ULTRASONIC WASTERWATER TREATMENT TECHNOLOGY.pdfVIP

第34卷第3期 水处理技术 V01．34No．3 2008年3月 TECHNOloGYOFWATERTREATMENT Mar．，2008 l1 超声技术在水处理中主要影响因素的研究进展 聂国庆，吴耀国，李想，王秋华 (西北工业大学应用化学系，陕西西安710072) 摘要：超声技术作为一种新型水处理方法，主要是利用超声过程中的高温热解和自由基氧化污染物．影响超声技术 作用效果的因素主要有两类，一类是超声波的使用参数：频率，功率和声强等；另一类是待处理废水的物化参数：温 度、微粒及污染物性质等．综述了这些主要因素作用规律的研究进展，并基于水处理科学与工程发展趋势，提供了值 得深入研究的问题． 关键词：超声；空化效应；热点效应；自由基；水处理 中圈分类号：X703．1 文献标识码：A ． 文章缩号l1000-3770(2008)03-011-04 超声技术是近年来发展起来的一种新型水处理 根据超声技术处理水的作用机理，凡是对空化 技术，在去除水中污染物尤其是难降解的污染物功 泡的产生与寿命、空化泡的大小等性质产生影响的 效显著【·4】。超声波降解有机物主要是通过溶液中的 因素，均可能影响超声技术的作用效果。对于超声技 空化效应实现的。超声波由一系列疏密相间的纵波 术对水处理的系统而言，影响超声技术作用效果的 构成，并通过液体介质向四周传播。当声能足够高 影响主要有两类：一类是超声波自身的有关因素，如 时，在疏松的半周期内，液相分子间的吸引力被打 功率、频率等；另一类是待处理溶液相关的主要参 破，形成空化核。空化核的寿命约为O．1“s，它在爆炸 数，如溶液的温度、目标污染物的物理化学性质及其 的瞬间可以产生大约4000K和100MPa的局部高共存物质等。 温高压环境，并产生速度约1lOm／s具有强烈冲击力 1．1超声频率的影响 的微射流，这种现象称为超声波的空化效应【4】。 超声是指振动频率大于20k!r--T1的声波。在水处 超声波在溶液中产生空化泡，空化泡经生长最 理过程中，随着频率的不同空化泡的形成、生长等都 终承受不住压力而爆炸，在溶液中产生高温高压的 会改变，以致空化泡所能产生效应的不同：不同频率 热点，同时产生大量的羟基自由基。溶液中的污染物 作用下生成的气泡在爆炸时产生的温度、压力以及 或在高温高压下分解，或被自由基氧化，或在两者的 释放出的自由基都会不同，这些都会影响到降解反 协同作用下实现水处理的目的鲫。超声水处理技术 应的结果。有研究表明，高频率的超声波可以提高水 具有反应条件温和、适用范围广、可单独或与其他技 处理的效果，这是因为高频率的超声可以产生更多 术协同作用等优势，因此具有广泛的应用前景。为了 推广超声技术在水处理工程中的应用，提高其作用 蚁酸的超声降解，结果表明在此范围内随着超声频 效果，国内外的专家学者相继开展了超声技术作用 率的增大，降解的速率和效率都增大。 ， 效率及其影响因素作用规律的研究。本文重点综述 但是此现象并不适于全部超声频率段的降解反 近几年内超声技术影响因素作用规律的研究进展， 应，有人嘲刈用超声降解乙酸，所用频率范围为30- 并基于水处理科学与工程发展趋势，提出值得进一 100kHz，试验结果表明，60kHz左右的降解效果比其 步深入研究的问题。 他频率段为佳。由此来看，出于某些原因，增大频率 到一定波段反而不利于降解。一般来说，不同的污染 1超声波参数对降解反应的影响 收稿日期：2007-06．04 作者简介：聂国庆(1982．)，男，硕士研究生，研究方向为水处理的高级氧化技术 联系电话：029-884880