超声在水处理中的研究现状

超声在水处理中的研究现状2OO7年3月第17卷第2期榆林学院学报JOURNALOFYULINCOLLEGEMar．2007Vo1．17No．2超声在水处理中的研究现状符卫春，孙晓清，冯中营，沈其动(陕西师范大学物理学与信息技术学院，陕西西安710062)摘要：综合介绍了近年来超声波技术在废水处理中的应用及研究进展，并对目前的研究成果和今后的发展做了探讨。关键词：超声降解；声强；声功率；污水．中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1008—3871(2007)02—0043—02随着现代工业的发展和世界人口的膨胀，用水量不断增加，工业废水和生活污水的排放量也逐年增加。世界各国都在努力寻求快捷有效的污水处理及控制技术。超声波作为一种高频机械波，具有波长较短，能量集中的特点，并且其操作简单，对设备要求低，又绿色环保，所以近年来被广泛用于处理工业废水中高毒性、难降解的有机污染物。1超声水处理的机理一般情况下，超声降解水中有机物是通过诱发声空化进行的。超声空化的作用主要归结为热分解、自由基氧化及等离子化学和高级氧化等三方面。2影响超声降解率的主要因素2．1超声波频率超声波在低频时，空化泡少但直径大，空化泡有明显的生长、崩溃过程，空化核在稀疏阶段达到共振半径而强烈振荡，而后瞬间发生塌缩崩溃，因而爆破更加猛烈。在高频时，空化泡的形成和崩溃得更快，产生的自由基更容易进入液相主体中，但声学周期短，空化泡小，因此空化极限大但强度弱⋯。每种有机物依据各自的物理化学性质一般具有特定的频率操作范围，所以频率有一优化值。2．2声强及声功率声强或声功率对声解速率也至关重要。目前声强的研究范围多在1—100w／cm。一般而言，降解速率随声强增大而增大且呈线性关系。另有一些学者认为降解速率随声强的增大有一极大值，当超过极值时，降解速率随声强的增大而减少，原因是当声强增大到一定程度时，溶液与产生声波的振动面之间会产生退耦现象，从而降低能量利用率J。此外，声强过高时，会在振动面处产生气收稿日期：2O06—07—6作者简介：符卫春(1978一)，男，陕西咸阳人，在读研究生。泡屏，从而导致声强衰减。2．3声压振幅声强与声压振幅的平方成正比。声压振幅的提高，增加了产生空化的有效液体区域和空化泡的尺度范围，从而提高超声效果j。Lin等【5通过控制振幅由72{zm增大到120o~n时，发现邻氯苯酚的分解率由