超声强化高级氧化技术降解水中有机污染物的研究进展.pdf

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超声强化高级氧化技术降解水中有机污染物的研究进展a印卧皿CAL啪USTRYWater一’超声一臭氧氧化技术张晖，刘芳，张建华，向罗京曰WIRONM匣NTAl．H己(玎ECn0NOrganic自由基间接反应两种机理。因此，严格地讲，只有当ResearchProgressesinUltrasonicEnhancedAdvancedOxidationProcessesforDegradationofPollutantsMvancedprocesses(AOPs)，suchoxidation，Fentonoxidationandoxidation，words：ultrasound；adV锄cedprocess；organic削减与控制水中有毒有机污染物是我国乃至世界水污染控制领域的一个研究难点和热点。在各种有毒有机污染物的控制技术中，高级氧化技术(AdvancedProcess，AOP)是最为活跃的一个研究方向。高级氧化技术是指产生并利用·OH等自由基氧化污染物的技术，包括Fenton试剂氧化技术、臭氧高级氧化(简称臭氧氧化)技术和光催化氧化技术等。相比于其他高级氧化技术，超声处理技术是20世纪80年代末期才发展起来的一种新颖、清洁且极具产业前景的高级氧化技术。一般认为超声是通过热解和／或自由基反应分解水中的污染物。尽管单独超声能够去除水中的有机污染物，特别是憎水性、易挥发的污染物，但单独超声处理成本高(大致与焚烧法相当)，此外超声对亲水性、难挥发的有机污染物处理效果不理想，因此超声常常与其他技术联用。本文重点介绍超声与其他高级氧化技术协同处理有机污染物的研究进展。l臭氧氧化有机污染物遵从臭氧分子直接反应和2007年第27卷第6期化工环保(武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉430079)[摘要]介绍了用于降解水中有机污染物的超声强化技术，分析了超声与臭氧氧化、Fenton试剂氧化和光催化氧化等高级氧化技术联用的机理，综述了这些联用技术在降解有机污染物方面的研究进展，并展望了超声强化高级氧化技术的发展前景。[关键词】超声；高级氧化技术；有机污染物；废水处理[中图分类号]X703．1[文献标识码]A[文章编号]1006—1878(2007)06—0491—06Hui，Liul_zlojingenh锄cedprogressescombinedsummarized，andultrasonicprocessesKeytreatment[收稿日期]2007—04—02；[修订日期]2007—04—30。[作者简介]张晖(1968一)，男，湖北省武汉市人，博士，教授，研究方向为高级氧化技术。电话"-027—68775837；电邮：[基金项目]湖北省自然科学基金计划青年杰出人才项目(2007ABB028)和武汉市青年科技晨光计划资助项目ZimngFang，ZhangJianhua，Xiang(SchoolScience，WuhanUniversity，Wuhan430079。China)Abstract：Thedegradationorganicpollutantswaterin仃0d_uced．Themechanismscombinationin'adiationwithseveralreagentphotocatalyticdiscussed．Thetheresearchthesefuturedevelopmentenhancedisprospected．pollutant；[e-mail](20015006061)。0FEnvironmentalHubeiResourceareasozoneon
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o(3P)(g)+H20(g)卅·OH(g)03(g)墼．02(g)+o(，P)(g)2超声一Fenton试剂氧化技术臭氧氧化过程按自由基型反应进行时，臭氧氧化技术才能称为高级氧化技术。臭氧氧化技术的主要不足在于：第一，臭氧氧化过程属气液反应过程，但臭氧向水中的传递速率较低，导致臭氧的利用率不高；第二；臭氧本身的氧化能力有限，不能将有机污染物完全“矿化”为水、二氧化碳和无机盐。当超声与臭氧结合时，可以从以上两方面对臭氧氧化过程进行强化。由双膜理论可知，臭氧向水中的传质速率(ⅣAn)是由体积传质系数(KLa)和传质推动力(c+(o，)一c(O，)，c’(O。)为臭氧在液相中的饱和浓度，c(0，)为臭氧在液相中的实际浓度)决定的，见式(1)。lV^a=鼠口[c‘(03)一c(03)]其中rLa取决于总传质系数(KL)和气液接触比表面积(疗)，而臭氧的传质属液膜控制，因此墨．可由液侧传质系数(k)代替，后者与液膜厚度成反比。超声产生的声流和空化气泡的瞬时崩溃可增强水体的湍动⋯，降低液膜厚度心】，