超聲氧化法是利用頻率范圍為16kHz-1MHz的超聲波輻射溶液,使溶液產(chǎn)生超聲空化,在溶液中形成局部高溫高壓和生成局部高濃度氧化物·OH并和H2O2可形成超臨界水,快速降解有機污染物。超聲氧化法集合了自由基氧化、焚燒、 超臨界水氧化等多種水處理技術(shù)的特點,降解條件溫和、 效率高、 適用范圍廣、 無二次污染,是一種很有發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景的清潔水處理技術(shù)。
超聲降解有機物主要是在空化效應(yīng)作用下,有機物通過高溫分解或自由基反應(yīng)兩種歷程進行。在超聲空化產(chǎn)生的局部高溫、高壓環(huán)境下,水被分解產(chǎn)生·OH自由基,另外溶解在溶液中的空氣(N2和O2)也可以發(fā)生自由基裂解反應(yīng)產(chǎn)生自由基。這些自由基也會進一步引發(fā)有機分子的斷裂、自由基的轉(zhuǎn)移和氧化還原反應(yīng)。
單獨超聲氧化技術(shù)能夠去除水中的某些有機污染物,但其單獨處理成本高,且對親水性、難揮發(fā)的有機物處理效果較差,對 TOC 的去除不*,因此,常與其他氧化技術(shù)聯(lián)用,以降低處理成本、改善處理效果。而且,超聲輻射與其它催化技術(shù)聯(lián)用,超聲引起的劇烈湍動可強化污染物與固態(tài)催化劑之間的固液傳質(zhì),持續(xù)清洗催化劑表面,保持催化劑活性?;诔暡夹g(shù)的聯(lián)合氧化技術(shù)有超聲/ H2O2或O3氧化技術(shù)、超聲 -Fenton 氧化技術(shù)、超聲/光催化氧化技術(shù)、 超聲/ 濕式氧化技術(shù)等。任百祥采用超聲 -Fenton 試劑聯(lián)合處理染料廢水,染料廢水 COD去除率達到 91.8%,且 Chen 等發(fā)現(xiàn),在超聲與Fenton 的協(xié)同反應(yīng)中,負載 α-Fe2O3的 4A 型沸石可以強化超聲空化效果,且具有鐵離子溶出小、 反應(yīng)穩(wěn)定性高、 使用壽命長的特點。
二、純化水設(shè)備中采用光催化氧化法
光催化氧化法是通過氧化劑在光的激發(fā)和催化劑的催化作用下產(chǎn)生的·OH氧化分解有機物。與傳統(tǒng)的處理方法,如吸附法、混凝法、活性污泥法、物理法、化學(xué)法等相比較,光催化氧化降解水中有機污染物具有能耗低、操作簡便、反應(yīng)條件溫和、可減少二次污染等突出優(yōu)點,因而日益受人們重視。光催化氧化技術(shù)使用的催化劑有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2 和Fe3O4等。大量實驗證明,TiO2光催化反應(yīng)對于工業(yè)廢水具有很強的處理能力。
早期的光催化氧化法是以 TiO2粉末作為催化劑,存在催化劑易流失、難回收、費用高等缺點,使該技術(shù)的實際應(yīng)用受到一定限制。TiO2的固定化成為光催化研究的重點,學(xué)者開始研究以TiO2薄膜或復(fù)合催化薄膜取代TiO2粉末蘇州水處理設(shè)備。劉磊等將納米TiO2固定在玻璃表面光催化降解乙酸,董俊明等將TiO2/GeO2復(fù)合溶膠噴涂于鋁片上制成復(fù)合膜光催化降解經(jīng)臭氧氧化處理的活性藍染料廢水,均獲得較好的降解效果。此外,將光催化技術(shù)與膜分離技術(shù)耦合的光催化膜反應(yīng)器可有效截留懸浮態(tài)催化劑,為催化劑的分離回收提高了新的思路。
三、純化水設(shè)備中采用臭氧氧化法
臭氧是一種優(yōu)良的強氧化劑,在污水消毒、除色、除臭、去除有機物和 COD 方面有很好的效果。臭氧氧化法降解有機物速度快,條件溫和,不產(chǎn)生二次污染,在水處理中應(yīng)用廣泛。臭氧處理污水作用大體表現(xiàn)物,一是臭氧直接氧化,二是通過形成的羥基自由基而進行自由基氧化。
單獨的臭氧氧化法由于臭氧發(fā)生器易損壞,能耗較大,處理成本昂貴,且其臭氧氧化反應(yīng)具有選擇性,對某些鹵代烴及農(nóng)藥等氧化效果比較差。為此,近年來發(fā)展了旨在提高臭氧氧化效率的相關(guān)組合技術(shù),其中 UV/O3、 H2O2/O3、 UV/H2O2/O3等組合方式不僅可提高氧化速率和效率,而且能夠氧化O3單獨作用時難以氧化降解的有機物。