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【集萃网观察】1 单独采用超声波
超声波处理染色废水是一项新发展的废水处理技术，到目前为止，国内外研究者仅对几种染料做了少量研究。
上海大学的华彬、陆永生等研究了超声技术降解酸性红B废水，分析了超声时间、初始浓度、反应温度、H202用量等对染料降解效果的影响。结果表明，酸性红B的降解去除率随染料初始浓度及超声反应时间延长而增大，高浓度下，超声辐照时间较短时，反应接近一级。提高水浴温度，酸性红B的超声降解效率将会有所提高；而初始浓度高，超声降解率大。
Okitsu等研究了超声对偶氮染料活性红22和甲基橙的降解。结果表明，超声对这两种染料的作用主要发生在空化气泡和溶液的界面处，染料的降解源于该界面处高浓度羟基自由基的氧化作用。同时，建立了超声降解染料的反应动力学模型。
Rehorek等研究了酸性橙5、直接蓝71和活性橙16等几种偶氮染料的超声降解。试验中，几种染料在较大声强作用下，最后完全矿化为无毒的产物。
Ince和Gokce研究了在超声波作用下，反应体系pH值对染料酸性橙7和活性橙16的影响。结果表明，酸性条件下染料转化为更易被降解的腙式结构。此外，降解速率与染料的结构有关，例如取代基的位置影响染料与羟基自由基的反应活性。
高甲友采用超声技术降解碱性染料甲基紫，研究了甲基紫浓度、pH值、超声时间、曝气、共存物质等因素的影响。结果表明，甲基紫降解率随超声时间的增加而增加，其降解为动力学一级反应；溶液pH值>8后，降解率较大；超声处理对该染料的COD去除率也较高。
清华大学的陶媛等分别采用探头式和平板式超声装置处理酸性黑ATT模拟染料废水。结果表明，探头式超声辐射装置对低浓度的染料废水可起到一定的降解作用，但是对于浓度较高的(>100 mg／L)染料废水，降解效果不佳；平板超声发生器的声强降到很小时，同样可降解有机物，并有可能增大处理水样的体积，工业应用的可能性较大；单独使用超声处理废水，受到处理量小、效率低、设备成本高等因素的限制，难以实现工业化生产。
2 超声波与其它技术联用
尽管单独使用超声波降解水体中化学污染物具有操作简单、方便等优点。但从能量角度看，该法并不经济。为提高其降解速度，降低成本，一些学者相继开发了超声波与其它水处理法相结合的新工艺。
2．1 O3对超声波降解的促进作用
Tezcanli和Ince发现，在超声波振荡过程中加入O3，有利于生成·OH，且两者具有协同效应，从而提高了酸性橙7和活性黑5的脱色率。其反应原理如下：
O3·+H2O→2HOO。 O3+HOO·→·OH+202 O3→O2(g)+O(3P)(g) O(3P)(g)+H2O2(g)一+2·OH
胡文容L2，研究了超声强化臭氧氧化偶氮染料溶液的脱色。结果表明，与单纯臭氧氧化相比，超声协同臭氧氧化速度快，偶氮染料分解彻底。在脱色率为90％的条件下，超声电功率80 w，臭氧投加量减少了48％。超声强化臭氧氧化能力的机理，主要表现在超声空化效应产生的高能条件，促使臭氧快速分解，产生大量强氧化性自由基，偶氮染料在这些自由基的氧化下发生降解，溶液的颜色迅速消失。
2．2 超声波与光降解的协同作用
Stock等和安太成等采用光催化氧化超声分散联合法，以纳米TiO2为光催化剂，分别对萘酚蓝黑染料和活性艳橙进行降解脱色。研究结果表明，超声振荡与紫外光照射之间存在协同作用，超声波加速了染料的降解，TiO2光催化有助于染料的矿化。
刘振荣等采用高温活化处理过的普通锐钛型TiO2为催化剂，研究了各种因素对亚甲基蓝超声降解反应的影响。结果表明，在普通锐钛型TiO2作用下，亚甲基蓝的超声降解效果明显优于单纯超声降解，降解动力学符合…级反应。在超声波频率40 kHz、输出功率50 w，催化剂用量1.0 g／L，pH值为5.16，温度40℃，亚甲基蓝水溶液初始浓度5 mg／L的条件下，处理120 min左右，降解率即可达到80％以上。
Selli研究了超声波、TiO2和ZnO光催化单独及协同降解酸性橙8染料。结果表明．联合作用的反应速率远高于单独作用，这是由于协同作用下参与反应的氧化自由基的浓度大大增加。
何兵和王桂华研究了光催化氧化超声联合法对甲基橙溶液的脱色，发现加入超声波后，提高了甲基橙溶液的脱色率。这是由于在光催化反应中加入超声波，对催化剂粒子起到即时分散的作用，有效地阻止了体系中催化剂颗粒的团聚。
2．3 引入Fenton试剂对超声降解的促进作用
Fenton试剂由双氧水和亚铁离子组成，两者反应能产生强氧化能力的·OH自由基。近年来，Fenton试剂作为一种高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes，AOPs)已经应用于染料废水的处理。但Fenton法也存在不足，如不能充分矿化有机物，双氧水利用率不高。而且一般为提高Fenton试剂的氧化效果，投加的亚铁盐较多，后者在反应中氧化为Fc(Ⅲ)离子，并在中和阶段因沉淀产生大量污泥，造成二次污染。
张翼等研究了超声一Fenton法处理偶氮染料橙黄Ⅱ。结果表明，超声波对Fenton试剂处理该染料具有强化作用，在超声辐射下，Fenton试剂处理染料的矿化度很高。
笔者也曾采用低浓度Fe(Ⅱ)(1 mg／L)在超声作用下对亚甲基蓝染料及甲基橙进行处理，发现少量Fc(Ⅱ)的存在，即可使超声降解染料的速率提高几倍，Fc(Ⅱ)可与超声产生的H2O2发生Fenton反应，从而提高了染料的脱色率。
2．4 超声与生物法联用
染料废水含有多种难生物降解的化学物质，生物处理也并非总是有效。高能、高频超声波可以杀死微生物，而低能、低频超声波辐射对微生物的作用却是多样的，作用效果主要取决于超声波功率的大小、频率的高低、作用时间的长短以及微生物本身的性状。超声波辐射可增加或降低水相中的酶和微生物的活性。
超声用于强化漆酶的偶氮染料脱色已有文献报道，Tauber等发现超声与漆酶对酸性橙52的脱色具有协同效应，染料的降解速率更高。
沈政赢等采用SBR反应器中超声波辐射和好氧活性污泥联合作用的方法，研究了超声波对偶氮染料A07生物降解的影响。结果表明，超声波可以加速微生物对A07降解产物的进一步降解。在一定范围内，生物脱色速率随超声波强度的增加而增加，且超声波辐射对微生物的膜渗透性有一定作用，随着超声波强度的增加，微生物的膜渗透性增大。
3 超声波气振技术
江苏省张家港市九州精细化工厂在废水中加人选定的絮凝剂，然后进入超声波气振室，用超声波处理废水，发现色度平均去除率达97．0％，COD去除率为90．6％，总污染负荷削减率为85．9％。该方法的原理是，废水经调节池加人选定的凝聚剂后进入超声波气振室，在额定振荡频率的激烈振荡下，废水中的一部分有机物开键成为小分子，在加速水分子的热运动下，凝聚剂迅速絮凝，废水中色度、COD、苯胺浓度等随之下降，起到降低废水中有机物浓度的作用L)”。
来源: 印染在线
