利用超声辐照技术氧化或破坏水中有机污染物已经引起了世界各国水处理专家 们的广泛关注。单独超声辐照及超声与其它水技术联用已成为降解水中有机污染物 技术的一个崭新领域。本文通过对近十年来超声降解有机污染物研究的回顾，选取 了具有不同物理化学性质的三类有机污染物4-氯酚、氯苯和挥发性脂肪酸丙酸、正 丁酸以及戊酸作为研究对象，利用超声及超声-过氧化氢联合技术对这些有机污染 物进行了有效的降解研究。探讨了上述有机物的降解机理、降解路线、反应动力学 以及声功率和声强、初始浓度、溶液pH值、溶解气体和自由基清除剂等主要影响 因素等。实验结果表明： 一、超声声功率和声强是超声的一个重要参数，对有机污染物的降解效果影响 明显。较高的声强可增大超声空化过程中·OH产率，提高有机物的超声降解效果。 但是降解效果并不随着声强的增大而成比例增加，从技术和经济效果考虑，存在一 个最佳声强(本研究为6.19W/cm2)。选择合适的声强，在保证降解效果的条件下可 以降低反应器的电功率，降低能耗，并减轻超声反应器的空化腐蚀延长其使用寿命。 这对于超声降解技术的实际应用具有重要的意义。 二、超声辐照可将4-氯酚、氯苯和三种脂肪酸丙酸、正丁酸以及戊酸等有机污 染物降解为CO2、H2O、Cl-、C2H2或易被生物降解的小分子有机物。其中氯苯的超 声降解效果显著，经过一定时间处理氯苯基本完全降解；而单独超声辐照对4-氯酚 和挥发性脂肪酸的降解效果相对较低，不能将其彻底无机化。 三、超声辐照技术对有机物的降解速率和效果取决于有机物的物理化学性质。 亲水性、难挥发的有机物4-氯酚和脂肪酸丙酸、正丁酸和戊酸主要在空化泡气液界 面区域及本体溶液中进行·OH氧化反应，此外也存在空化泡内的热解反应；疏水 性、易挥发的有机物氯苯主要在空化泡内进行热解反应，此外也存在本体溶液中 的·OH氧化反应。 四、对于疏水性、易挥发的氯苯，声解效果受反应液初始浓度、初始pH值和 自由基清除剂的影响很小，降解效果良好，10～100mg/L浓度范围的氯苯经6.19W/cm2 超声辐照60min，降解率达到80％～90％。4-氯酚和脂肪酸的超声降解，降低反应液 的初始浓度、初始pH值、向溶液曝入适当气体以及适当提高声强都有利于提高降 解速率和效果；投加自由基清除剂正丁醇则明显抑制了超声降解。 五、超声辐照与过氧化氢氧化结合(US-H2O2)可以明显提高4-氯酚的降解效 果，当超声声强为6.19Wcm-2、H2O2投量为0.5ml时表现出US辐照与H2O2氧化工 艺的协同作用；US-H2O2(0.5ml)/FeSO4(100mg/L)工艺进一步提高了4-氯酚的降解效 果，经60min处理，在溶液中几乎不能检测出4-氯酚，TOC去除率高达88.5％，接 近完全无机化。 六、混合反应液对有机物的超声降解有不同的影响。氯苯和4-氯酚混合反应液 对氯苯的超声降解效果影响不大，但是对4-氯酚的降解效果影响显著，即4-氯酚在 混合反应液中的降解效果比在单一组分反应液中的降解效果明显降低。丙酸、正丁 酸和戊酸在三种有机酸混合反应液中的超声降解效果均比在单一组分反应液中的降 解效果差，而且随着超声辐照时间的增加，有机酸混合液中丙酸的浓度反而略有增 加。 七、4-氯酚、氯苯和脂肪酸丙酸、正丁酸和戊酸的超声降解遵循一级反应动力 学模式。三种脂肪酸的超声降解速率顺序依次为：戊酸＞正丁酸＞丙酸。一级反应速 率除与反应器的超声声强有关外，还与有机物初始浓度和辐照时间、反应液的初始 pH值、反应液里饱和气体等有关。 关键词：超声 超声辐照 声化学 有机污染物 水处理 过氧化氢