超聲波水處理技術與工藝
二十世紀九十年代Mason進行超聲空化降解水中的有害有機物的研究，研究證明，超聲降解水中有機物效果顯著，從而引起很多學者的興趣。美國、日本、加拿大、德國、法國等國的一些大學實驗室和研究所紛紛致力于超聲降解有機物的研究。我國二十世紀九十年代后期，對超聲降解有機物的研究，在同濟大學取得了很好的效果。迄今昔對比為止，超聲降解已進行了包括脂肪烴類、芳香烴類、酚類、酯類、醇類、酮類、胺、酸類、天然有機物究，取得了很好的效果。
超聲化學作為一門邊沿科學的興起是近沿科學的興起是近十幾年的事情。超聲作用于化學反應，主要來自超聲空化現(xiàn)象，空化泡崩潰產生局部高溫、高壓和強烈的沖擊波及射流，為在一般條件下難以實現(xiàn)或不可能實現(xiàn)的化學反應提供了一種新的非常特殊的物理化學環(huán)境。
超聲作用于水處理，是近年來聲化學領域研究的新發(fā)展。
一、功率超聲機理
當一定強度的超聲波在媒質中傳播時，會產生力學、熱學、光學、電學和化學等一系列效應。這些效應可歸納為下列三種基本作用：
1、機械作用。超聲波是機械能量的傳播形式，與波動過程有關，會產生線性效變的振動作用。超聲波液體中傳播時，其同質點位移振幅雖然很小，但超聲引起的質點加質點位移振幅雖然很小，但超聲引起的質點加速度卻非常大。若20KHz、1W/平方厘米的超聲波在水中傳播，則其產生的聲壓幅值為173Kpa，這意味著聲壓幅值每秒種內要在正負173Kpa之間變化2萬次，最大質點的加速度達144萬米每二次方秒，大約為重力加速度的1500倍，這樣激烈而快速變化的機械運動就是功率超聲的機械振動效應。
2、空化作用。超聲波在液體媒質中傳播時，當聲強達到一定期強度，液體中聲場作用區(qū)域形成局部的暫時負壓，使液體中的微氣泡生長、澎脹至突然破裂，導致氣泡周圍的液體中產生強烈的激波，形成局部點的高溫高壓，空化泡崩潰時，在空化泡周圍極小空間內產生5000K的瞬態(tài)高溫和約50mpa的應。，在空化泡周圍極小空間內產生5000K的瞬態(tài)高溫和約50mpa的高壓，且溫度冷卻率達10的9次方k/s，并伴有強烈沖擊波和時速達400Km的射流，就是超聲空化效應。
3、熱作用。超聲波在媒質中傳播，其振動能量不斷被媒質吸收轉變?yōu)闊崮芏棺陨頊囟壬摺Ｂ暷懿婚g斷的吸收可引起媒質中的整體加熱，邊界外的局部加熱和空化形成激波時，波前處的局部邊界外的局部加熱和空化形成激波時，波前處的局部加熱等，這就是功率超聲的熱作用。
二、超聲化學機理
1、超聲催化。超聲催化反應是一個新興的研究領域。目前，有關反應模型、機理的研究尚很模糊，但眾多的科研成果確認了催化反應的顯著效果。其主要作用：一是高溫高壓條件有利于反應物裂解成自由基和二階炭，形成更為活潑的物種。二是沖擊波和微射流對固體表面有吸解和清洗作用。三是沖擊波可破壞反應物結構，分散反應物系。四是超聲空化導致金屬品格的變形和內部應變區(qū)的形成，從而提高金屬化學反應活性。超聲條件下的反應速率比沒有超聲時增加了100000倍，且反應時間大且反應時間大大縮短。
2、超聲降解。超聲處理可以降解大分子，尤其是處理高分子量聚合物的降解效果更顯著。超聲降解源于超聲的機械效應、空化效應和熱效應。
