超聲波是一種高頻機(jī)械波，具有波長(zhǎng)較短，能量集中，沿直線傳播的特點(diǎn)，同時(shí)又具有高效、無(wú)污染或少污染的特點(diǎn)，是近年來(lái)發(fā)展的一項(xiàng)新型水處理技術(shù)。它集高級(jí)氧化、熱解、超臨界氧化等技術(shù)于一體，且降解速度快、能將水體中有害有機(jī)物轉(zhuǎn)變成CO₂ 、H₂O、無(wú)機(jī)離子或比原有機(jī)物毒性小易降解的有機(jī)物，因而在處理難生物降解有機(jī)污染物方面具有顯著的優(yōu)越性。本文著重介紹與超聲波聯(lián)用的相關(guān)工藝。

1.超聲/臭氧聯(lián)用技術(shù)

在超聲與其他水處理技術(shù)相組合的聯(lián)用技術(shù)中，超聲/臭氧(US/O₃)聯(lián)用技術(shù)是研究最多及最早的技術(shù)之一。臭氧作為一種強(qiáng)氧化劑用于水處理工業(yè)化的關(guān)鍵是要臭氧能夠很好地溶解與分散在水中，引入超聲波，則可使臭氧充分分散與溶解,提高臭氧氧化能力,節(jié)約電能,減少臭氧的投加量。US/O₃技術(shù)降解水中有毒有機(jī)物具有高效、低成本的特點(diǎn)，在水處理中具有很大的應(yīng)用潛力。

2.超聲/過(guò)氧化氫聯(lián)用技術(shù)

在超聲氧化過(guò)程中,超聲起到反應(yīng)物與催化劑的雙重作用。作為反應(yīng)物，超聲可使有機(jī)分子降解；作為催化劑，超聲使H₂O₂分解生成有效的氧化自由基，如HO和HOO，從而導(dǎo)致有機(jī)物發(fā)生一系列的氧化降解反應(yīng)。H₂O₂在反應(yīng)中，既是HO的來(lái)源，又是HO的清除劑，因此H₂O₂的量必須保持最佳值。

3.超聲/光化學(xué)聯(lián)用技術(shù)

如采用超聲/光化學(xué)聯(lián)用技術(shù)降解苯酚溶液，以TOC去除率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，超聲/光化學(xué)聯(lián)用技術(shù)降解苯酚溶液存在著明顯的協(xié)同效應(yīng)。Fe₂+作為催化劑，提高苯酚的TOC的去除率。苯酚降解時(shí)產(chǎn)生中間產(chǎn)物，因此其礦化不徹底。苯酚的降解速率隨著溶液pH的降低和溶解O₂量的增加而增加。主要的降解產(chǎn)物(對(duì)苯二酚、兒茶酚、苯醌和間苯二酚)說(shuō)明HO?參與了苯酚的降解。

光催化處理有機(jī)污染物是一種有效的方法，在以TiO₂作催化劑的光催化處理過(guò)程中，采用超聲波的分散效應(yīng)，使TiO₂均勻分散，提高其催化活性。

4.超聲/脫附聯(lián)用技術(shù)

吸附法是常見(jiàn)的水處理技術(shù)，在超聲作用下再生飽和酚的活性炭和高分子樹(shù)脂，能取得良好的效果，而超聲加速脫附的原因是聲空化引起的微射流強(qiáng)化了酚的孔擴(kuò)散速度。

同時(shí)有科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，施加超聲波不僅可以改變?cè)诔Ｒ?guī)下已達(dá)平衡的NKAⅡ樹(shù)脂苯酚水體系的相平衡狀態(tài)，使體系新的平衡狀態(tài)向吸附量減少的方向移動(dòng)，而且通過(guò)超聲空化作用強(qiáng)化了相間質(zhì)量的傳遞過(guò)程，在超聲條件下的擴(kuò)散系數(shù)比常規(guī)條件下的擴(kuò)散系數(shù)約大一個(gè)數(shù)量級(jí)，隨著超聲場(chǎng)聲強(qiáng)的增加，擴(kuò)散系數(shù)也增大。

超聲處理是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程。不同物化性質(zhì)的污染物，因降解機(jī)理不同，超聲降解的效果也存在差異。利用超聲空化技術(shù)，只有針對(duì)具體的污染物，優(yōu)化反應(yīng)操作條件才能獲得最佳的超聲降解效果。今后針對(duì)實(shí)際多組分難降解物系在降解機(jī)理、物質(zhì)平衡、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)器設(shè)計(jì)放大等方面的研究，必將使超聲波成為一種高效實(shí)用的水處理技術(shù)。