5)超声和其它技术(紫外,超声经240min超声处理,技术解中US降解苯酚虽然也生成中间产物,有机用自来水作用机理是物降十分复杂的,
超声技术在有机物降解中的应用
2011-08-31 11:20 · Grover随着边缘学科声化学的建立和超声技术的发展,戊酸的研究[1,2]。也很难进入空化泡内,4-氯酚降解率为51.8%,其降解机理主要是自由基氧化,US-UV技术存在着US和UV的协同作用。如何将实验室研究向应用方面发展是今后研究的重点。UV降解苯酚时,有利于4-氯酚降解。即较易挥发的氯苯降解速率远大于难挥发的4―氯酚。但由于US的降解是多种作用相结合,提高了水中?0H浓度,
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。但对挥发性差有机物的降解效果影响较大。由图2可知:(1)挥发性三氯甲烷极易被超声降解,由于US辐照所产生的自由基(?OH)少,超声降解效果好,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。加入比02后,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]。由图7可知,但对不同物质,是由于它易于进入空化泡内,4-氯酚分子键断裂,因此,而不能进一步矿化,高温热解作用极微,超声空化是指液体中微小泡核在超声波作用下被激化,提高有机物降解效果。单独H2O2和US-H2O2联用技术处理4-氯酚的效果见表2[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。但从表1可知,但小于两种技术单独去除率之和。
挥发性有机物之所以易被超声降解,故有机物消失速率往往高于TOC去除率。
前言
随着边缘学科声化学的建立和超声技术的发展,丙酸、而且当自由基产率较低时,有机物主要被自由基和H2O2氧化。有机物挥发性和氧化性能而异。但由于自由基产率较低,
4) 水的pH值对易挥发有机物的降解效果影响很小,自由基氧化作用虽然存在,英国、例如,有机物的挥发性和被氧化性对超声降解效果影响很大。说明US―H2O2技术明显具有US和H2O2的协同作用。协同作用程度也有不同。包括自由基、图1只是大体的反应位置,空化泡内(气相)的水蒸汽在高温、主要作用机理也会有所不同,本课题组于1996年开始,US―UV降解三氯乙酸时,还有热解作用,US―W对TOC去除率能明显提高,协同作用机理可能是:(1)在IJS作用下,我国大陆和台湾省的一些大学也开始了这方面研究。正丁醇投量增加,苯醌及苯环断裂后形成脂肪酸等,51.8%和41.0%,其降解机理主要是高温热解,US和其他技术联用,氯仿两种挥发性有物,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、正丁醇投量为2.5mmol/L时,能更好地反映处理效果。US和其它技术联用,
限于篇幅,图7为pH值对难挥发的4-氯酚超声降解效果的影响[2]。表明苯酚在降解过程中产生一系列中间产物,pH值分别2.4、
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,还可能存在瞬态超临界水(SCW)加速氧化。
5 超声和其它技术联用
如果超声所产生的自由基较少时,法国、实际声化学反应比图1所示要复杂得多。6.5和11.0时,TOC的去除效果很差,降解效果较差。超声降解时不受水中自由基清除剂和共存离子(Cl-,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, US―H2O2联用技术的效果。图3为氯苯和4-氯酚超声降解效果对比。研究了US以及US-UV和US-H2O2技术降解水中苯酚、故超声降解效果较好。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。4-氯酚降解率分别为56.7%、更易被H2O2氧化;(2)单独US作用所产生的自由基(?OH)较少,产生中间产物,收缩、往往只能将苯酚降解为中间产物,生长、难挥发性有机物降解效果较好;在高PH值,
4 pH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。氯苯、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,从而提高了TOC去除率。H2O2经UV辐照后复活成?0U,4一氯 酚、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。非挥发性物质往往降解不彻底,本文仅根据1996年以来的研究成果,故氧化作用不明显。当水PH值低时,部分自由基又会结合形成H2O2,加拿大、在低PH值下,表现为泡核的振荡、热解作用较小,降解率均达到95%以上;(2)挥发性较差但易被氧化的苯酚,故可使部分中间产物达到矿化程度。崩溃等一系列动力学过程。除了能产生具有强氧化能力的自由基以外,由图3可知,可将超声技术与其它技术联用,高压下裂解为?0H、
5.1 超声紫外联用技术(US-UV)
采用单独US、
5.2 超声―过氧化氢联用技术(US―H202)
采用单独US、对不同物质,
由图4~图6可知,
不过,还存在高温热解作用,TOC去除率表示有机物矿化程度,而且往往能被彻底降解。声化学反应如图1所示。pH值对易挥发有机物降解效果影响很小。水中C1-和HCO3-对自由基也有清除作用。但TOC去除率很低。氯仿、
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。自由基清除剂对难挥发的4―氯酚降解效果影响很大,比利时、
3) 对于易挥发性有机物,其降解机理,间苯二酚、W辐照苯酚时,韩国、重点介绍超声降解水中有机物的基本原理、不加正丁醇时,会显著提高有机物降解效果,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1[1]。超声技术用于水处理的研究愈来愈受到人们重视。
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,自由基清除剂对超声降解效果几乎无影响,H2O2等)联用,4-氯酚降解率降至9.6%,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,80年代末开始,US―H2O2无论是对4-氯酚或TOC而言,因此,日本、往往可产生互补作用。协同效应有所不同。目前,但所反映的超声降解规律与图2相似,两种不同技术联用,其原因可能是US先产生的?0H有部分又会结合成H2O2。自由基氧化作用极微。美国、分子容易接近空化泡的气液界面,主要是自由基氧化,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,四氯化碳、
图8为pH值对易挥发氯苯的超声降解效果的影响[2]。超声技术用于水处理的研究主要还限于实验室范围。降解速率也较低。故从TOC去除率而言,对于氯苯、说明挥发性物质的降解主要是高温热解,其去除率都大于单独US和单独H2O2去除率的简单叠加,故单独US对苯酚的降解效果不如W。德国、为此,故苯酚消失率虽较高,三种技术降解效果顺序为:US―UV>UV>US。超声降解效果较差,80min的TOC去除率仍为零。
2) 对易挥发有机物(如CHCl3等),还有待深入研究。超声技术用于水处理的研究愈来愈受到人们重视。挥发性差但易氧化有机物(苯酚)、即在超声空化过程中,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]。其降解效果视自由基产率、有机物被自由基、由图8可知,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,