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3.7超声氧化法
超声化学氧化主要是利用频率在15kHz~1MHz的声波,在微小的区域内瞬问高温高压下产生的氧化剂(如HO.)去除难降解有机物。另外一种是超声波吹脱,主要用于废水中高浓度的难降解有机物的处理。
以一定频率和压强的超声波照射溶液时,在声波负压作用下溶液中产生了空化泡,在随后的声波正压相的作用下空化泡迅速崩溃,整个过程发生在纳秒至微秒的时间内,气泡快速崩溃伴随着气泡内蒸气相的绝热压缩,产生瞬时的高温高压,形成所谓的“热点”,同时产生有强烈冲击力的高速微射流。
进入空化泡中的水蒸气在高温高压下发生分裂及链式反应,产生HO•、HOO•、H•等自由基以及H202、H2等物质。声化学反应的途径主要包括高温高压热解反应和自由基氧化反应两种。
超声氧化的优点有:
(1)设备易得,操作简单,使用方便。
(2)可把有毒有机物降解为毒性较小甚至无毒的小分子,降解速度快,不会造成二次污染等问题。例如对卤代烃、卤代脂肪烃等,光催化氧化、臭氧氧化、生物处理均难以降解,而超声降解时却可取得很好的效果。
超声氧化的缺点:
(1)超声波的产生需要消耗大量的能量。
(2)超声波技术降解废水大多属于实验室阶段,且由于声化学反应过程的降解机理、反应动力学及反应器的设计放大等方而的研究开展得很不充分,目前还难以实现工程化。
4结语
高级氧化技术就是用各种强化技术使其尽快、更多地产生具有强氧化能力的羟基自由基,再通过它与有害且难降解的有机物发生链式反应,使其快速降解为无毒无害的CO2、SO42-、PO43-和H2O。哪种技术可在常温常压下快速而经济地产生大量的羟基自由基,它就是最实用且最有发展前途的技术。
根据目前国内外的研究情况来看,各种高级氧化法有不同的特点,适于不同废水的处理,但从经济、技术两方面综合来看,笔者认为金属催化臭氧氧化和光催化氧化是未来较有发展前途的技术。臭氧本身氧化力强,金属催化剂又易于制造和经久耐用,不需另加其他药剂,操作成本极低,两者的完美结合,就可获得既经济又高效的氧化技术。
光催化氧化的关键是要有高功率的低波长紫外线发生器(或紫外灯管)和易于吸收紫外线的高效光催化剂,德国在这一领域已走在世界的前列,我国还需努力赶上。
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