超声技术处理难降解有机物的影响因素_魏瑞霞

0引言近年来,美国、日本、法国、加拿大和德国等大学、实验室和研究所纷纷致力于将超声波化学应用于水污染控制,特别对废水中难降解有毒有机污染物治理方面的研究,取得了令人满意的效果[1],20世纪90年代以来,利用超声降解水中难降解的有毒有机污染物的研究十分活跃[2],例如用超声波处理POPs(持久性有机污染物)[3－4]、处理焦化废水[5]等。在用超声技术处理有机物时会有很多影响处理效果的因素，只有充分考虑这些因素的影响才能真正达到良好的处理效果，该文主要针对这些因素分析总结，为实际工作提供参考。1超声降解污染物的机理及影响处理效果的因素1.1超声降解污染物的机理超声降解水体中的有机物是一物理化学降解过程，其主要源于超声空化效应及由此引发的物理和化学变化。超声波传播过程也就是波的膨胀和压缩的交替过程，在膨胀周期内，超声波对液体产生负压效应，施加于液体的负压使液体断裂而产生空穴，形成空化核，即在液体中生成充满气体的气泡，这种现象被称为空化现象。空化出来的气泡停留时间很短，几乎是刚刚生成便立刻受到来自相邻压缩区的压力，造成这些气泡在极短时间内迅速崩溃消失，并在其周围的极小空间范围内产生局部高温(高达5000K)和局部高压(可达50MPa)，伴随出现强烈的冲击波和速度高达100m/s微射流，这些物理条件为废水中化学污染物降解提供了一个极为有利的理化环境，一般认为超声降解水中有机物有3种情况：①一方面在空化泡内，一方面因气泡迅速崩溃而产生的瞬时高温、高压，使气泡内水分子裂氧化剂，自由基为从液壳区逃逸的·HO和·H，以及其相互反应生成的·HO2等，自由基为从液壳区逃逸的·HO和·H，以及其相互反应生成的·HO2等，氧化剂主要为·HO之间结合生成并扩散的H2O2；②在空化泡的气液界面处，为高温高压空化泡相和常温常压本体溶液之间过度区域，局部温度仍可达2100K左右。且局部有浓缩的·HO，因此仍可能发生热解和自由基反应。同超声技术处理难降解有机物的影响因素魏瑞霞1，陈菊香2(1.河北理工大学资源与环境学院，河北唐山063009；2.河北理工大学建筑工程学院河北唐山063009)摘要：超声技术作为一种新型的氧化方法，能提高难降解有机物的降解率和增强水处理中的可生化性（BOD/COD），在焦化等难降解废水处理中已经发挥了一定的作用并有广阔的发展前景。在此综述了超声空化降解难生物降解有机废水的机理和主要影响因素，并对超声技术在我国水处理中的应用前景提出自己的见解。关键词：超声技术；超声空化；难降解；影响因素中图分类号:X5文献标识码:A文章编号:1674－4829（2009）01－0064－03收稿日期：2008-10-07作者简介：魏瑞霞（1974-），女，河北唐山人，博士，副教授，主要研究方向为废水治理与资源化.AdvanceofApplicationandResearchofUltrasonicTechniqueinCokePlantWastewaterTreatmentWEIRui-xia，CHENJu－xiangAbstract：Asanoveladvancedoxidationmethods,ultrasonictechnologycanincreasethedegradationofrefractoryorganicsandenhancethebiodegradabilityofwastewaterandplayagreatroleincokingwastewatertreatmentwithabrightfuture.Thispaperreviewsthemechanismsandmaininfluencefactorsofultrasoundcavitationfordebiodegradibleorganicwastewatertreatment.Finally,thepapersummarizestheapplicationprospectofultrasonictechnologyforwastewatertreatmentinourcountry.Keywords：Ultrasonictechnology；Ultrasoniccavitation；Refractory；Influencefactors第22卷第1期2009年2月环境科技EnvironmentalScienceandTechnologyVol．22No．1Feb．2009第22卷第1期时还可能存在超临界水氧化反应；③常温常压的本体溶液存在大量的·H，·HO，·HO2和H2O2等强氧化自由基，这些强氧化性物质直接和间接作用于水体中的污染物，并将它们氧化成CO2，H20等其它中间产物。H2O→H·+HO·H·+O2→HO2·2HO·→H2O22HO2·→H2O2+