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超声波技术在污水处理中的应用
作者：吴锐坤何子常来源：《价值工程》2010年第06期
摘要论述了超声波去除污染物的机理、超声反应的影响因素介绍了超声波在污水处理的各方面的应用以及超声波和其它技术的联用。
AbstractUltraso
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关键词超声波污水处理应用
Keywordsultraso
icsewagetreatme
tapplicatio
中图分类号X52文献标识码A文章编号10064311201006006401
1超声波降解的原理
超声波泛指频率在15kHz10MHz的声波它由一系列疏密相同的纵波构成并通过液体介质向四周传播。超声波辐射污泥时会产生超声空化效应。超声空化效应是指液体中的微小泡核在超声场下液体内部产生的空穴或含有的杂质和小气泡的振动、膨胀、压缩和崩溃闭合的过程。在超声压力波的作用下液体分子间的平均距离随分子的振动而发生变化当处于负压段时施加于液体的负压抽空声压P足够大而使分子间距离超过该物质处于液态的临界分子距离时液体就会发生断裂而产生空穴形成空化核1。
热点产生的热量可以将水分解为氢自由基和氢氧自由基。在迅速冷却过程中氢自由基和氢氧自由基又可能重新结合为氧化氢及氢分子或者引起其它反应此外当温度和压力超过水分子的临界温度和临界压力时水分子处于超临界状态此时水的物理化学性质发生突变而具有良好的溶剂化性质能和很多气体完全互溶提高化学反应的速率2。在超声波产生的热点附近的高温高压、超临界水氧化、自由基氧化等为污染物的降解提供了良好的反应条件。
2超声降解的影响因素
21超声功率强度超声波降解反应的速率一般是随功率强度的增大而增加但功率强度过高会适得其反原因是当功率强度过高时空化泡会形成屏蔽使降解速度下降。超声功率强度一般以单位辐照面积上的功率来衡量Wm2有时也采用单位体积液体消耗的功率来表示Wm3。
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22超声波频率研究表明高频超声波有助于提高超声降解速度2。这是由于OH自由基的产率随声源频率的增加而增加1。而频率的选择与被降解有机物的结构、性质以及降解历程有关并不是在所有情况下高频超声波都是有利于降解的所以超声降解过程中超声强度在频率之间有一个最佳匹配问题。工业上应用的功率超声的频率一般均低于60kHz1。
23液体的粘度液体性质如溶液粘度都会影响溶液的超声空化效果其r