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1、第2卷第2期环境污染治理技术与设备Vol.2,No.22001年4月TechniquesandEquipmentforEnvironmentalPollutionControlApr.,2001超声波技术在污水处理中的①应用与研究进展李春喜 王京刚 王子镐魏 晖 张朝军(北京化工大学化学工程学院,北京100029)(齐鲁石化公司烯烃厂,淄博255411)摘 要 本文对近年来超声波技术在废水处理中的研究进展作了比较全面的综述。介绍了超声降解的原理、特点和影响因素以及目前取得的研究成果和主要结论,并对超声降解技术存在的问
2、题和今后的发展趋势进行了讨论。关键词 超声 声解 声化学 超声空化 废水处理 高级氧化技术ApplicationsandrecentadvancesofultrasoundinwastewatertreatmentLiChunxiWangJinggangWangZihao(CollegeofChemicalEngineering,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029)WeiHuiZhangZhaojun(OlefineFactory,Qi2LuPetr
3、ochemicalCorporationLtd.,Zibo255411)AbstractAcomprehensivereviewontheapplicationsandrecentadvancesofultra2soundinwastewatertreatmenthasbeengiveninthispaper.Theprinciples,characteristics,influencingfactorsandthemainachievementsandconclusionsavailabletodateassoci
4、atedwithsonolysisofwastewaterhavebeenoutlined.Further,theexistingtechnicalproblemsandthedevelopmentaltrendarediscussed.Keywordsultrasound;sonolysis;sonochemistry;ultrasoniccavitation;wastewatertreatment;advancedoxidationtechnology 利用超声波降解(sonolysis)水中的化学污染等。本文
5、拟对近10年尤其是最近5年来超声波技物,尤其是难降解的有机污染物,是近年来发展起术在废水处理方面的研究进展作一综述。[1—5]来的一项新型水处理技术。它集高级氧化技1 超声波工作原理术(Advancedoxidationtechnology)、焚烧、超临界氧化等多种水处理技术的特点于一身,降解条件温超声波由一系列疏密相间的纵波构成,并通过和、降解速度快、适用范围广,可以单独或与其他水液体介质向四周传播。当声能足够高时,在疏松的处理技术联合使用,是一种很有发展潜力和应用前半周期内,液相分子间的吸引力被打破,形成空化景的
6、技术。近年来利用超声波强化有机废水的降核。空化核的寿命约为0.1μs,它在爆炸的瞬间可解或直接利用超声波降解有机废水的研究报道日以产生大约4000K和100MPa的局部高温高压环[6]益增多,研究内容涉及降解机理、降解动力学、中间境,并产生速度约110m/s具有强烈冲击力的微体检测、影响超声降解过程的因素和优化条件实验射流,这种现象称为超声空化。这些条件足以使有①国家教委骨干教师基金资助课题(JG2000-4)和国家教委博士点基金项目(2001)©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDis
7、cCo.,Ltd.Allrightsreserved.2期 李春喜等:超声波技术在污水处理中的应用与研究进展 65[10]机物在空化气泡内发生化学键断裂、水相燃烧污水处理方法。(aqueouscombustion)、高温分解(pyrolysis)或自由2.2 超声降解的理论与应用研究基反应。21211 一级降解反应功率超声波(Powerultrasound)的频率范围为在超声波作用下,有机物的超声降解反应遵守20—100kHz,声化学研究使用的超声波频率范围表观一级动力学过程,该结论得到了
8、众多研究体系为200kHz—2MHz,其中前者主要利用了超声波的的支持,如芳香化合物[11—13]、挥发性有机酸[14]以能量特性,而后者则同时利用了超声波的频率特及甲基叔丁醚的降解等[15]。性。化学反应和传递过程的超声强化作用主要是Rajan等人[16]从CCl4超声降解的机理出发,由于超声空化产生的化学效应和机械效应引起的。提出了一个预测
