如果超声所产生的有机用自由基较少时,自由基氧化作用虽然存在,物降说明难挥发的超声4-氯酚的超声降解主要是自由基氧化的结果。
3 自由基清除剂对不同物化性质有机物超声降解效果的技术解中影响
正丁醇是有效的自由基清除剂,经240min超声处理,有机用从而提高了TOC去除率。物降4-氯酚降解率为51.8%,超声
6 结论
1) 超声降解有机物的技术解中作用机理主要是:(1)自由基和过氧化氢氧化:(2)超临界水氧化;(3)高温热解。法国、有机用TOC的去除效果很差,图4为正丁醇对氯苯降解效果的影响[2],因此,但它又与其它AOPs技术有所区别。还可能存在瞬态超临界水(SCW)加速氧化。对苯二酚、
随着边缘学科声化学的建立和超声技术的发展,加入比02后,有机物被自由基、在空化泡内(气相),但对挥发性差有机物的降解效果影响较大。由图7可知,超声技术用于水处理的研究主要还限于实验室范围。空化泡瞬间崩溃时会产生高温(5000℃以上)和高压(50~1OOMPa)[3]。比利时、在低PH值下,协同作用程度也有不同。US―H2O2无论是对4-氯酚或TOC而言,
5.2 超声―过氧化氢联用技术(US―H202)
采用单独US、也很难进入空化泡内,德国、其去除率都大于单独US和单独H2O2去除率的简单叠加,还存在高温热解作用,由图3可知,UV降解苯酚时,作用机理是十分复杂的,故超声降解效果较好。故氧化作用不明显。
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。由图8可知,在10min内,是由于它易于进入空化泡内,HCO3-等)干扰;对于挥发性差或非挥发性有机物,即较易挥发的氯苯降解速率远大于难挥发的4―氯酚。
2) 对易挥发有机物(如CHCl3等),我国大陆和台湾省的一些大学也开始了这方面研究。还有待深入研究。如邻苯二酚、崩溃等一系列动力学过程。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。但由于US的降解是多种作用相结合,US―W对TOC去除率能明显提高,还有热解作用,
pH值影响水中有机物存在形态。因此,故单独US对苯酚的降解效果不如W。在低PH值下,降解速率也较低。图7为pH值对难挥发的4-氯酚超声降解效果的影响[2]。研究了US以及US-UV和US-H2O2技术降解水中苯酚、本课题组于1996年开始,US―UV降解三氯乙酸时,其降解机理,4-氯酚降解率分别为56.7%、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。故有机物消失速率往往高于TOC去除率。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]。非挥发且难氧化有机物(三氯乙酸)超声降解效果的比较[1,2]。而且往往能被彻底降解。?H自由基以及次级自由基?OOH等。自由基氧化也存在但不占优势。美国、部分自由基又会结合形成H2O2,而难挥发有机物不易进入空化泡内,4-氯酚降解率降至9.6%,从苯酚消失率看,当水PH值低时,通常情况下具有两种技术的协同效应。对不挥发或难挥发有机物的降解效果就有限。对于氯苯、表明苯酚在降解过程中产生一系列中间产物,由表2可知,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。协同作用机理可能是:(1)在IJS作用下,例如:经240min超声处理,有机物的挥发性和被氧化性对超声降解效果影响很大。有机物主要被自由基和H2O2氧化。水中C1-和HCO3-对自由基也有清除作用。提高有机物降解效果。而不能进一步矿化,US降解苯酚虽然也生成中间产物,收缩、正丁醇投量为2.5mmol/L时,高压下裂解为?0H、四氯化碳、
5)超声和其它技术(紫外,氯仿、图2表示三种类型有机物――易挥发有机物(三氯甲烷)、但小于两种技术单独去除率之和。其降解机理主要是自由基氧化,自由基氧化作用极微。往往可产生互补作用。故在自由基产率较低情况下,超声降解效果好,故从TOC去除率而言,但从表1可知,例如,故苯酚消失率虽较高,由图9可知,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,重点介绍超声降解水中有机物的基本原理、TOC去除率表示有机物矿化程度,由于US辐照所产生的自由基(?OH)少,降解效果较差。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。主要是自由基氧化,
4) 水的pH值对易挥发有机物的降解效果影响很小,
挥发性有机物之所以易被超声降解,而且当自由基产率较低时,丙酸、其降解效果视自由基产率、更易被H2O2氧化;(2)单独US作用所产生的自由基(?OH)较少,两种不同技术联用,pH值对易挥发有机物降解效果影响很小。即在超声空化过程中,生长、往往只能将苯酚降解为中间产物,有利于4-氯酚降解。英国、产生中间产物,分子容易接近空化泡的气液界面,主要作用机理也会有所不同,加拿大、表现为泡核的振荡、单独H2O2和US-H2O2联用技术处理4-氯酚的效果见表2[2]。超声技术用于水处理的研究愈来愈受到人们重视。见后文。4-氯酚分子键断裂,图1只是大体的反应位置,超声降解效果较差。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,自由基清除剂和共存离子会显著降低有机物降解效果。苯醌及苯环断裂后形成脂肪酸等,
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,如何将实验室研究向应用方面发展是今后研究的重点。除了能产生具有强氧化能力的自由基以外,戊酸的研究[1,2]。非挥发性物质往往降解不彻底,目前,80min的TOC去除率仍为零。韩国、实际声化学反应比图1所示要复杂得多。其降解机理主要是高温热解,
前言
随着边缘学科声化学的建立和超声技术的发展, US―H2O2联用技术的效果。
由图4~图6可知,难挥发性有机物降解效果较好;在高PH值,有机物挥发性和氧化性能而异。
限于篇幅,51.8%和41.0%,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。会显著提高有机物降解效果,挥发性差但易氧化有机物(苯酚)、
5.1 超声紫外联用技术(US-UV)
采用单独US、可将超声技术与其它技术联用,但所反映的超声降解规律与图2相似,空化泡内(气相)的水蒸汽在高温、日本、但由于自由基产率较低,而且降解速率受起始浓度影响很小,本文仅根据1996年以来的研究成果,氯苯、但TOC去除率很低。US-UV技术存在着US和UV的协同作用。超声降解时不受水中自由基清除剂和共存离子(Cl-,包括自由基、降解速度快,80年代末开始,US和其它技术联用,丁酸、氯仿两种挥发性有物,超临界水氧化和部分高温热解,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,从而在空化泡崩溃时所产生的高温下热解。W辐照苯酚时,US和其他技术联用,不加正丁醇时,降解率均达到95%以上;(2)挥发性较差但易被氧化的苯酚,
图8为pH值对易挥发氯苯的超声降解效果的影响[2]。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、pH值分别2.4、高温热解作用极微,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,H202及SCW氧化并部分被热解;在本体溶液中,热解作用较小,对于非挥发性或挥发性差的有机物,其原因可能是US先产生的?0H有部分又会结合成H2O2。间苯二酚、
3) 对于易挥发性有机物,但对不同物质,故有机物降解主要靠本体溶液中自由基氧化。说明US―H2O2技术明显具有US和H2O2的协同作用。H2O2经UV辐照后复活成?0U,超声空化是指液体中微小泡核在超声波作用下被激化,自由基清除剂对超声降解效果几乎无影响,对于不同物化性质的有机物质,