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物理学论文-基于超声波在有机废水处理中的应用研究.doc物理学论文-基于超声波在有机废水处理中的应用研究.doc

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物理学论文-基于超声波在有机废水处理中的应用研究论文关键词:超声波;空化;废水处理;降解论文摘要:介绍了超声降解水体中有机污染物的降解机理。从超声的系统因素包括频率和声强;化学因素包括溶解气体、pH值、反应温度等的多个方面介绍了影响降解效率的因素。超声波是一种高频机械波,具有波长较短,能量集中的特点,它的应用主要是按照能量大,沿直线传播这两个特点展开的。20世纪90年代初,国外等一些学者开始研究超声降解水中有机污染物。超声波技术具有简便、高效、无污染或少污染的特点,是近年来发展的一项新型水处理技术。它集高级氧化、热解、超临界氧化等技术于一体,且降解速度快、能将水体中有害有机物转变成CO2、H2O、无机离子或比原有机物毒性小易降解的有机物,因而在处理难生物降解有机污染物方面具有显著的优越性。1.基本理论和机理在空化效应作用下,有机物的降解过程可以通过高温分解或自由基反应两种历程进行。1.1空化理论超声波在介质中的传播过程中存在着一个正负压强的交变周期。在正压相位时,超声波对介质分子挤压,增大了液体介质原来的密度;而在负压相位时,介质的密度则减小。当用足够大振幅的超声波作用于液体介质时,在负压区内介质分子间的平均距离会超过使液体介质保持不变的临界分子距离,液体介质就会发生断裂,形成微泡,微泡进一步长大成为空化气泡。在紧接着的压缩过程中,这些空化气泡被压缩,其体积缩小,有的甚至完全消失。当脱出共振相位时,空化气泡就不再稳定了,这时空化气泡内的压强已不能支撑其自身的大小,即开始溃陷或消失,这一过程称为空化作用,或孔蚀作用。由于空化作用所引起的反应条件的变化,导致了化学反应的热力学变化,使化学反应的速度和产率得以提高。1.2自由基理论在超声空化产生的局部高温、高压环境下,水被分解产生H和OH自由基:H2O→HO•+H•H•+H•→H2HO•+HO•→H2O2H•+HO•→H2O另外溶解在溶液中的空气(N2和O2)也可以发生自由基裂解反应产生N和O自由基:N2→2N•N•+HO•→NO+H•NO+HO•→HNO32.影响超声降解的主要因素影响超声降解的主要因素包括溶解气体、pH值、反应温度、超声功率强度和超声波频率等。2.1溶解气体溶解气体的存在可提供空化核、稳定空化效果、降低空化阈,对超声降解速率和降解程度的影响主要有两个方面的原因:(1)溶解气体对空化气泡的性质和空化强度有
编号:201312171155072110    类型:共享资源    大小:11.25KB    格式:DOC    上传时间:2013-12-17
  
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