超声波在治理污水处理近年来越来越获得重视,由此产生了一门新兴学科——声化学。声化学反应的主动力来自于声空化,来自于空化泡内爆时伴随发生的高温(大于5000K)、高压(大于2000atm)、冲击波或射流等极端物理条件。同时释放出强氧化性的氢离子和羟基自由基。而臭氧是一种氧化性很强的强氧化剂,是有效的氧化剂和消毒剂。超声波与臭氧结合强化催化降解水中有机污染物,提高降解效率,降低运行成本。
超声波催化臭氧氧化能力机理
超声波催化臭氧氧化能力的机理主要表现在三个方面:
①、粉碎作用促使臭氧气泡粉碎成微气泡,极大地提高了臭氧的溶解速度,增加了单位时间内臭氧的浓度,水中的污染物受高浓度臭氧作用迅速被氧化降解。
②、超声空化效应产生局部高温高压条件,促使臭氧空化泡中的臭氧直接快速的分解,在溶液中产生了更多的具有活性的羟基自由基,并且加快了向溶液中的传播速率,产生的自由基,伴随着空化泡崩溃的冲击波进入水中,由于氧自由基氧化性极强,水中污染物被迅速氧化降解。
③、超声空化效应促使臭氧分解产物由常温常压下氧化性弱的氧转化成常温常压下氧化性强的水分子,使得污染物降解的效果更好。
利用超声波与臭氧的技术对废水处理应用,国内外都有对应的学者进行了研究,如赵朝成等人使用超声/臭氧联合处理含酚废水,结果显示超声辐射在臭氧氧化过程起加速反应作用,效果明显好于超声或臭氧单独使用时的效果,而且随着超声功率的增大,加速反应的能力增强;随着臭氧通入量的增大,酚去除率不断增大;另外,超声/臭氧处理酚废水的降解规律符合假一级反应。
因此,超声波与臭氧结合使用,有效地去除了水中的有机物,并且联合使用还能降低臭氧的投加量,减少处理成本,提高反应速率和处理效率。这种技术在环境修复和污染预防中显示出巨大的潜力和应用前景。返回搜狐,查看更多
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