超声波降解含酚废水的研究

　　目前超声波降解含酚废水的研究主要集中在一元酚领域，如苯酚、氯酚、硝基酚等，对二元酚降解的研究还较缺乏。本文选择间苯二酚作为有机污染物中二元酚的代表，考察在水溶液中不同工艺条件对超声波降解间苯二酚性能的影响以及双氧水与超声波联合作用时对降解间苯二酚效果的影响。实验部分试剂与仪器间苯二酚为化学纯；30过氧化氢为分析纯。型分光光度计；探头式超声波发生器，输出频率为，输出功率在0400W内可调；钛合金探头直径20mm，置于反应液液面下；反应器为自制带夹套玻璃杯，容积约250mL.降解反应及检测方法本试验采用间苯二酚为底物。用分析天平称取适量的间苯二酚至烧杯中，用蒸馏水溶解配制的间苯二酚储备液，移取一定量储备液到容量瓶中，以蒸馏水稀释至刻度，摇匀，配超声波降解间苯二酚水溶液研究制成的间苯二酚水溶液。溶液的酸碱度为中性。需要时也可通过加入盐酸或氢氧化钠来调节溶液的酸性或碱性。试验温度控制在。在实验中每两个小时取一次样品采用分光光度法测定间苯二酚浓度，大吸收峰在403nm处。进而确定间苯二酚降解率：式中间苯二酚的初始浓度，间苯二酚降解t时刻的浓度结果与讨论超声波对降解的影响对间苯二酚溶液施加超声作用后，溶液的颜色从开始的无色逐渐变成黄棕色，说明在超声条件下间苯二酚已有反应。对比了间苯二酚水溶液在功率200W的超声条件下与无超声加载自然降解8h的降解效果。

　　超声波对降解的影响有超声波作用；无超声波作用由可知，8h后，超声作用下的样品降解率可达48.1；而自然条件下的样品相同时间内只降解了0.4.可见超声波对在自然条件下不易降解的间苯二酚同样具有明显的降解作用。同时，随着时间的推移，在超声作用下间苯二酚的降解速率逐渐下降。这表明溶液中间苯二酚的浓度对超声降解存在影响，高浓度有利于降解。超声功率对降解的影响显示了超声波输出功率对降解间苯二酚水溶液效果存在明显的影响。在用超声波处理含有氯酚的时输入的能量越大，降解速率越大，而在本实验中却发现功率达到200W后再加大功率时，超声波处理间苯二酚的能力却有所降低，由此可见在本试验条件下，用超声波处理此类废水时，存在一个佳功率。出现该现象的原因主要与超声降解有机物的机理有关。超声波对有机物的降解的动力来源是声空化，体系中较多的空化泡有利于降解的进行。声功率的提高可以增加空化泡数量，但是在过高的声功率下，大量小的空化泡相互碰撞结合形成大气泡浮出液面，而这样的大气泡会削弱声化效果，同时声发射端下部有很多大的空穴，导致声发射端同反应液体接触状况变差，声能更大程度转化为热能，不利于声化反应的进行。以下所有试验声功率均定为超声波功率对间苯二酚水溶液降解的影响超声波的作用使间苯二酚降解率达到了而当溶液为酸性时候，间苯二酚降解率为51.8.相比于中性条件下的降解率可以看出，随着溶液pH值的减小，间苯二酚的降解效果越好。这与文献对超声降解苯酚的报道结果类似。在相同的时间里，酸性的环境能有效地促进超声处理的效果。可能的原因在于间苯二酚在较高的pH值环境中主要以离子形式存在；而在降低的pH值环境中主要以分子形式存在。分子态的间苯二酚更容易扩散到空化泡的气液界面甚至进入空化泡从而发生降解反应。虽然如此却不能过分地增大溶液的酸性，因为酸过强并不能明显地增加超声波处理间苯二酚的能力。相反地，尽管超声采用了钛合金，但是酸性的溶液对设备的腐蚀增强了，而且为后期的溶液中性化带来了不必要的困难。对降解的影响本实验中，溶液的pH值仍然保持为7，反应液中双氧水浓度显示了间苯二酚分别在三种工艺下的降解情况。对超声降解的影响弱于单独使用超声降解的效果；而在艺中间苯二酚降解速率明显提高，8h后降解率达到比较发现，工艺在相同时间内对间苯二酚的降解率大于单一使用超声因此在US/H2O2系统中必然发生了超声和双氧水相互促进、协同降解的作用件下单独使用双氧水对间苯二酚是有一定降解作用的，但由于双氧水浓度较低，降解效果不明显，8h后间苯二酚降解率为，。

　　因此，共同作用下，间苯二酚的降解速率大大加快，降解率也大为增加。结论超声波能够降解在自然条件下不易分解的间苯二酚水溶液。但随溶液浓度的下降，超声波的作用逐渐减弱。试验表明，超声作用对于间苯二酚的降解不宜在太大功率下进行。在实验条件下，输入功率为200W超声波能够较好地降解间苯二酚。酸性介质促进超声波的降解反应，而碱性介质阻碍超声波的降解反应。酸性介质和中性介质相比，促进作用并不明显，所以在实验中，只要保持溶液略显酸性即可。