超声波污水处理

超声波自由基理论

主要是在空化效应作用下，有机物通过高温分解或自由基反应两种历程进行。在超声空化产生的局部高温、高压环境下，水被分解产生·OH自由基，另外溶解在溶液中的空气（N2和O2）也可以发生自由基裂解反应产生N·和O·自由基。这些自由基会进一步引发有机分子的断链、自由基的转移和氧化还原反应:

a．水离解：

H2O → H·+ HO·

H·+ H·→ H2

H·+ O2 → H02·

HO2·+ HO2·→ H2O2 + O2

HO·+ HO·→ H2O2

H·+ HO·→ H2O

  H·+ H2O2 → HO·+ H2O

   H·+ H2O2 → H2 + HO2·

    HO·+ H2O2 → HO2·+ H2O

 HO·+ H2 → H2O + H·

b．在N2存在下：

N2 → 2N·

N·+ HO·→ NO + H·

NO + HO·→ HNO2

NO + HO·→ NO2 + H·

2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3

N·+ H·→ NH

NH + NH → N2 + H2

N·+ O2 → NO + O·

c．在氧存在时：

O2 → 2O·

H·+ O2 → HO·+ O·

O·+ H2 → HO·+ H·

O·+ HO2 → HO·+ O2

O·+ H2O2 → HO·+ HO2·

d．在有机物存在时

有机物 + HO·→ 产物

有机物 + H·→ 产物

有机物 + HO2 → 产物

有机物 + O·→ 产物

有机物→ 产物

可见超声降解本质上属于自由基氧化机理。实验发现，在超声降解过程中，会产生一系列复杂的中间化合物，这与溶液中存在着众多的自由基种类有关。例如，在仅由N2、O2和H2O组成的体系中发生的自由基反应就多达20多个，产生大量的、复杂的自由基中间体。只要降解条件合适，反应时间足够长，超声降解的最终产物都应该为热力学稳定的单质或矿化物。

超临界氧化

当温度和压力分别超过水分子的临界温度374℃和临界压力20×107Pa时，水分子处于超临界状态，称为超临界水。

水的物理化性质的粘度、电导、离子活度积、溶解度、密度和热容在超临界区发生突变，因此具有低的价电常数、高的扩散性和快的传输能力，具有良好的溶剂化特性。

此时，超临界水能与非极性物质，如烃类，互溶，也能与空气、二氧化碳和氮气等气体完全互溶。超临界水的这些特殊性质使它成为一种理想的反应介质，有利于大多数化学反应速率的提高。