超声技术降解水中有机污染物研究论文

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1、超声技术降解水中有机污染物研究论文摘要：本文简要地回顾了利用超声技术降解水中有机污染物的基本原理和近年来研究状况。根据实验，探讨了具有不同物化性质有机物的降解特性和降解机理以及主要影响因素。此外，本文还探讨了超声—紫外、超声—过氧化氢联用技术降解水中有机物的效果。关键词：超声紫外过氧化氢降解有机污染物前言随着边缘学科声化学的建立和超声技术的发展，超声技术用于水处理的研究愈来愈受到人们重视。80年代末开始，英国、法国、比利时、美国、加拿大、德国、日本、韩国、印度等国有关专家纷纷致力于超声降解水中有机物的研究。我国大陆和台湾省的一些大学也开始了这方面研究。本课题组

2、于1996年开始，研究了US以及US－UV和US－H2O2技术降解水中苯酚、氯仿、四氯化碳、4一氯酚、氯苯、丙酸、丁酸、戊酸的研究１,.freelin内，降解率均达到95％以上；(2)挥发性较差但易被氧化的苯酚，超声降解效果较差，而且降解率受到起始浓度影响较大；(3)非挥发难氧化三氯乙酸超声降解效果最差。图3为氯苯和4-氯酚超声降解效果对比。由图3可知，虽然超声频率和声强与图2不同，但所反映的超声降解规律与图2相似，即较易挥发的氯苯降解速率远大于难挥发的4—氯酚。挥发性有机物之所以易被超声降解，是由于它易于进入空化泡内，从而在空化泡崩溃时所产生的高温下热解。自

3、由基氧化作用虽然存在，但由于自由基产率较低，故氧化作用不明显。而难挥发有机物不易进入空化泡内，其降解机理主要是自由基氧化，热解作用较小，故在自由基产率较低情况下，降解速率也较低。3自由基清除剂对不同物化性质有机物超声降解效果的影响正丁醇是有效的自由基清除剂，水中C1-和HCO3-对自由基也有清除作用。图4为正丁醇对氯苯降解效果的影响2，图5为正丁醇对4—氯酚降解效果的影响2；图6为Cl-和HCO3-对氯酚降解效果的影响1。由图4～图6可知，对于氯苯、氯仿两种挥发性有物，自由基清除剂对超声降解效果几乎无影响，说明挥发性物质的降解主要是高温热解，自由基氧化作用极微

4、。自由基清除剂对难挥发的4—氯酚降解效果影响很大，正丁醇投量增加，降解率下降。例如：经240min超声处理，不加正丁醇时，4-氯酚降解率为51.8%，正丁醇投量为2.5mmol/L时，4-氯酚降解率降至9.6％，说明难挥发的4-氯酚的超声降解主要是自由基氧化的结果。4pH值对不同物化性质有机物超声降解效果的影响pH值影响水中有机物存在形态。当水PH值低时，水中有机物以分子形态为主；当pH值高时水中有机物以离子形态为主。分子容易接近空化泡的气液界面，继而蒸发到气泡中进行热解和自由基反应；离子则不易接近气液截面，也很难进入空化泡内，故有机物降解主要靠本体溶液中自由

5、基氧化。图7为pH值对难挥发的4-氯酚超声降解效果的影响2。由图7可知，经240min超声处理，pH值分别2.4、6.5和11.0时，4-氯酚降解率分别为56.7％、51.8％和41.0%，说明pH值对不挥发或难挥发有机物的超产降解效果影响较大。在低PH值下，4—氯酚的降解除了自由基氧化外；还存在部分分子态4—氯酚被高温热解，故超声降解效果较好。图8为pH值对易挥发氯苯的超声降解效果的影响2。由图8可知，pH值对易挥发有机物降解效果影响很小。5超声和其它技术联用如果超声所产生的自由基较少时，对不挥发或难挥发有机物的降解效果就有限。为此，可将超声技术与其它技术联

6、用，提高有机物降解效果。两种不同技术联用，往往可产生互补作用。5.1超声紫外联用技术(US-UV)采用单独US、单独UV和US-UV联用技术处理挥发性差的苯酚效果见图9和表11。由图9可知，由于US辐照所产生的自由基(·OH)少，故单独US对苯酚的降解效果不如in的TOC去除率仍为零。TOC去除率表示有机物矿化程度，能更好地反映处理效果。苯酚的消失率小于TOC去除率，表明苯酚在降解过程中产生一系列中间产物，如邻苯二酚、对苯二酚、间苯二酚、苯醌及苯环断裂后形成脂肪酸等，icaleffectofultrasoundJ.Sci.Am，1989，260(2)：80-8

7、7.StudyOnDegradationofOrganicPollutantsinentalsandrecentstudiesonthedegradationoforganicpollutantsinent,thecharacteristicsandmechanismsandmaininfluencefactorsonthedegradationoforganicsicalpropertiesbyultrasound-ultraviolet(US-UV)andultrasound-hydrogenperoxide(US-H2O2)Keywords:Ultras

8、ound;Ultraviolet,Hy