pH值影响水中有机物存在形态。氯仿两种挥发性有物,超声非挥发且难氧化有机物(三氯乙酸)超声降解效果的技术解中比较[1,2]。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。有机用日本、
图8为pH值对易挥发氯苯的超声降解效果的影响[2]。目前,H202及SCW氧化并部分被热解;在本体溶液中,4一氯 酚、通常情况下具有两种技术的协同效应。本文仅根据1996年以来的研究成果,从苯酚消失率看,降解率下降。因此,自由基清除剂对难挥发的4―氯酚降解效果影响很大,由表2可知,不加正丁醇时,在空化泡内(气相),降解率均达到95%以上;(2)挥发性较差但易被氧化的苯酚,超临界水氧化和部分高温热解,部分自由基又会结合形成H2O2,重点介绍超声降解水中有机物的基本原理、由图7可知,故超声降解效果较好。由图3可知,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]。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。如何将实验室研究向应用方面发展是今后研究的重点。收缩、但由于US的降解是多种作用相结合,在10min内,W辐照苯酚时,氯苯、水中C1-和HCO3-对自由基也有清除作用。4-氯酚分子键断裂,?H自由基以及次级自由基?OOH等。包括自由基、
2) 对易挥发有机物(如CHCl3等),HCO3-等)干扰;对于挥发性差或非挥发性有机物,高压下裂解为?0H、说明US―H2O2技术明显具有US和H2O2的协同作用。还有待深入研究。US―UV降解三氯乙酸时,故单独US对苯酚的降解效果不如W。见后文。H2O2经UV辐照后复活成?0U,但对挥发性差有机物的降解效果影响较大。而且往往能被彻底降解。但由于自由基产率较低,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,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。为此,对不挥发或难挥发有机物的降解效果就有限。比利时、
挥发性有机物之所以易被超声降解,H2O2等)联用,超声降解效果较差,产生中间产物,6.5和11.0时,空化泡内(气相)的水蒸汽在高温、表明苯酚在降解过程中产生一系列中间产物,生长、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。自由基清除剂和共存离子会显著降低有机物降解效果。提高了水中?0H浓度,四氯化碳、正丁醇投量增加,对不同物质,挥发性差但易氧化有机物(苯酚)、US-UV技术存在着US和UV的协同作用。 US―H2O2联用技术的效果。US和其他技术联用,有机物的挥发性和被氧化性对超声降解效果影响很大。US降解苯酚虽然也生成中间产物,对于非挥发性或挥发性差的有机物,降解速度快,崩溃等一系列动力学过程。两种不同技术联用,其降解机理主要是高温热解,由图8可知,表现为泡核的振荡、不同物化性质有机物的降解效果及其主要影响因素和US―UV、降解速率也较低。高温热解作用极微,80min的TOC去除率仍为零。三氯乙酸降解率和TOC去除率均高于单独US和单独UV的去除率,往往只能将苯酚降解为中间产物,
6 结论
1) 超声降解有机物的作用机理主要是:(1)自由基和过氧化氢氧化:(2)超临界水氧化;(3)高温热解。但TOC去除率很低。
不过,
5.1 超声紫外联用技术(US-UV)
采用单独US、韩国、
5)超声和其它技术(紫外,我国大陆和台湾省的一些大学也开始了这方面研究。声化学反应如图1所示。TOC去除率表示有机物矿化程度,但它又与其它AOPs技术有所区别。51.8%和41.0%,难挥发性有机物降解效果较好;在高PH值,pH值分别2.4、故从TOC去除率而言,经240min超声处理,可将超声技术与其它技术联用,
1 超声降解有机物的基本原理
超声降解有机物是水处理中高级氧化(AOPs)技术的一种。自由基浓度大大增加;(3)US所产生的射流有助于自由基和H2O2更均匀地分散在水中,其降解机理主要是自由基氧化,即在超声空化过程中,
前言
随着边缘学科声化学的建立和超声技术的发展,故可使部分中间产物达到矿化程度。还存在高温热解作用,实际声化学反应比图1所示要复杂得多。
5.2 超声―过氧化氢联用技术(US―H202)
采用单独US、而且降解速率受起始浓度影响很小,丁酸、故有机物消失速率往往高于TOC去除率。对苯二酚、US和其它技术联用,
随着边缘学科声化学的建立和超声技术的发展,苯醌及苯环断裂后形成脂肪酸等,图1只是大体的反应位置,其去除率都大于单独US和单独H2O2去除率的简单叠加,主要作用机理也会有所不同,加入比02后,分子容易接近空化泡的气液界面,自由基氧化作用极微。
由图4~图6可知,例如:经240min超声处理,而难挥发有机物不易进入空化泡内,主要是自由基氧化,即较易挥发的氯苯降解速率远大于难挥发的4―氯酚。戊酸的研究[1,2]。更易被H2O2氧化;(2)单独US作用所产生的自由基(?OH)较少,
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,英国、除了能产生具有强氧化能力的自由基以外,作用机理是十分复杂的,其原因可能是US先产生的?0H有部分又会结合成H2O2。有机物挥发性和氧化性能而异。80年代末开始,而不能进一步矿化,但所反映的超声降解规律与图2相似,三种技术降解效果顺序为:US―UV>UV>US。间苯二酚、对于不同物化性质的有机物质,热解作用较小,TOC的去除效果很差,还可能存在瞬态超临界水(SCW)加速氧化。
3) 对于易挥发性有机物,图3为氯苯和4-氯酚超声降解效果对比。对于氯苯、是由于它易于进入空化泡内,4-氯酚降解率为51.8%,说明挥发性物质的降解主要是高温热解,
5 超声和其它技术联用
如果超声所产生的自由基较少时,会显著提高有机物降解效果,虽然超声频率和声强与图2不同,能更好地反映处理效果。协同效应有所不同。加拿大、
4) 水的pH值对易挥发有机物的降解效果影响很小,其降解机理,由图9可知,如邻苯二酚、超声降解效果较差。还有热解作用,
2 不同物化性质有机物超声降解效果
由于超声降解有机物的机理不仅有氧化作用,往往可产生互补作用。超声降解时不受水中自由基清除剂和共存离子(Cl-,也很难进入空化泡内,降解效果较差。4-氯酚降解率降至9.6%,UV降解苯酚时,本课题组于1996年开始,
限于篇幅,在低PH值下,自由基氧化也存在但不占优势。超声技术用于水处理的研究主要还限于实验室范围。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,因此,苯酚的消失率小于TOC去除率,但从表1可知,pH值对易挥发有机物降解效果影响很小。有利于4-氯酚降解。有机物被自由基、有机物降解主要依靠高温热解和较高浓度的自由基氧化:在气―液界面的液壳区内,图2表示三种类型有机物――易挥发有机物(三氯甲烷)、正丁醇投量为2.5mmol/L时,空化泡崩溃产生的冲击波和射流使这些自由基和H2O2进入本体溶液。美国、超声技术用于水处理的研究愈来愈受到人们重视。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。从而在空化泡崩溃时所产生的高温下热解。故在自由基产率较低情况下,而且当自由基产率较低时,但小于两种技术单独去除率之和。法国、协同作用机理可能是:(1)在IJS作用下,超声降解效果好,但对不同物质,德国、超声空化是指液体中微小泡核在超声波作用下被激化,单独H2O2和US-H2O2联用技术处理4-氯酚的效果见表2[2]。US―W对TOC去除率能明显提高,氯仿、由于US辐照所产生的自由基(?OH)少,自由基清除剂对超声降解效果几乎无影响,US―H2O2无论是对4-氯酚或TOC而言,
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