超聲波在消毒和去除消毒副產(chǎn)物中的應(yīng)用
1. 飲用水消毒
超聲波技術(shù)比光、熱、化學(xué)等方法消毒更直接,很早就被廣泛應(yīng)用到醫(yī)學(xué)消毒上。超聲波和消毒劑(Cl2,O3,H2O2)聯(lián)合作為自來(lái)水的消毒由來(lái)已久,可以大大減少消毒劑的用量。Masaki等通過(guò)加入TiO2使超聲波對(duì)水中的大腸桿菌的去除效果大大提高。大齡搖蚊幼蟲(chóng)對(duì)常規(guī)的消毒劑氯氣、臭氧、雙氧水有很強(qiáng)的抵抗力,南方一些自來(lái)水廠研究發(fā)現(xiàn)超聲波可以有效去除自來(lái)水廠里的搖蚊幼蟲(chóng)。
2. 對(duì)消毒副產(chǎn)物的去除
氯氣是當(dāng)前飲用水處理中最常用的一種消毒劑,由它所產(chǎn)生的一系列消毒副產(chǎn)物,如三鹵甲烷(THMs)、鹵乙酸等已被證實(shí)是致癌物質(zhì),超聲波技術(shù)對(duì)這些物質(zhì)的去除也是有效的。Hilla和Nava證實(shí)了在20 kHz超聲波和250 mg/L的H2O2條件下能降解消毒副產(chǎn)物,同時(shí)五種常見(jiàn)鹵代甲烷的降解關(guān)系為CHBr3< CHI3< CHBr2Cl < CHBrCl2<CHCl3。國(guó)內(nèi),Guo等也就超聲波處理四種不同的鹵代甲烷研究表明,1 h以后的去除率滿(mǎn)足CHCl3<CHBr2Cl<CHBrCl2<CCl4的關(guān)系。反應(yīng)按一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行,降解效率取決于分子的極性。臭氧作為自來(lái)水另一種常見(jiàn)的消毒劑,投加過(guò)量也會(huì)生成可疑致癌物溴酸鹽副產(chǎn)物。超聲波的加入可以大大改變臭氧的傳質(zhì)效率,加快多余臭氧的釋放。
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