超聲波的空化效應為降解水中有害有機物提供可能，從而使目的的實現。在污水處理過程中，超聲波的空化作用對有機物有很強的降解能力，且降解速度很快，超聲波空化泡的崩潰所產生的高能量足以斷裂化學鍵，空化泡崩潰產生氫氧基(OH)和氫基(H)，同有機物發生氧化反應，能將水體中有害有機物轉變成CO2 、H2O、無機離子或比原有機物毒性小易降解的有機物。所以在傳統污水處理中生物降解難以處理的有機污染物，可以通過超聲波的空化作用實現降解。

　　超聲(sheng)波污(wu)水處理的(de)(de)(de)原理主要是(shi)空化(hua)理論和(he)自由(you)基(ji)氧化(hua)原理。由(you)于超聲(sheng)波空化(hua)作用所(suo)引起(qi)的(de)(de)(de)反(fan)應條件的(de)(de)(de)變化(hua)，導(dao)致了化(hua)學反(fan)應的(de)(de)(de)熱力(li)學變化(hua)，使化(hua)學反(fan)應的(de)(de)(de)速度和(he)產(chan)率得以提高(gao)。另外在超聲(sheng)波空化(hua)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)局部高(gao)溫、高(gao)壓環境下(xia)，水被(bei)分(fen)解(jie)產(chan)生(sheng)H和(he)OH自由(you)基(ji)，另外溶解(jie)在溶液(ye)中的(de)(de)(de)空氣(N2和(he)O2)也可以發生(sheng)自由(you)基(ji)裂解(jie)反(fan)應產(chan)生(sheng)N和(he)O自由(you)基(ji)。

　　超聲波(bo)污水處理(li)的(de)影響因素(su)影響因素(su)

　　影(ying)響污(wu)水處理(li)中超聲波降解(jie)的主要因素包括(kuo)溶(rong)解(jie)氣(qi)體(ti)、反應溫度(du)、pH值(zhi)、超聲波功率強度(du)和超聲波頻(pin)率。

　　1、溶(rong)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)存在可提供空(kong)(kong)化(hua)核、穩(wen)定空(kong)(kong)化(hua)效果、降(jiang)低空(kong)(kong)化(hua)閾(yu)，對(dui)超聲(sheng)波降(jiang)解(jie)(jie)(jie)(jie)速率和降(jiang)解(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)(de)影(ying)響(xiang)主要有兩方面的(de)(de)原因：A、溶(rong)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)(qi)體(ti)對(dui)空(kong)(kong)化(hua)氣(qi)(qi)泡的(de)(de)性(xing)質和空(kong)(kong)化(hua)強度有重要的(de)(de)影(ying)響(xiang);B、溶(rong)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)(qi)體(ti)如(ru)N2O2產生(sheng)的(de)(de)自由基(ji)也參與(yu)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)(jie)反(fan)應(ying)過程，因此，影(ying)響(xiang)反(fan)應(ying)原理和降(jiang)解(jie)(jie)(jie)(jie)反(fan)應(ying)的(de)(de)熱力(li)學和動力(li)學行為(wei)。

　　2、溫(wen)(wen)度(du)(du)對(dui)超聲(sheng)(sheng)波空(kong)(kong)化的強(qiang)度(du)(du)和動力學過(guo)程(cheng)(cheng)具有(you)(you)非常重要的影(ying)響(xiang)，從而造成超聲(sheng)(sheng)降解(jie)的速率(lv)和程(cheng)(cheng)度(du)(du)的變(bian)化。溫(wen)(wen)度(du)(du)提(ti)高(gao)有(you)(you)利(li)于加快反(fan)應(ying)(ying)速度(du)(du)，但(dan)超聲(sheng)(sheng)波誘(you)導降解(jie)主(zhu)要是由于空(kong)(kong)化效應(ying)(ying)而引起的反(fan)應(ying)(ying)，溫(wen)(wen)度(du)(du)過(guo)高(gao)時，在(zai)聲(sheng)(sheng)波負壓半周期內會使(shi)水沸騰而減小(xiao)空(kong)(kong)化產(chan)(chan)生的高(gao)壓，同時空(kong)(kong)化泡會立即充滿水汽而降低(di)空(kong)(kong)化產(chan)(chan)生的高(gao)溫(wen)(wen)，因(yin)而降低(di)降解(jie)效率(lv)。一般(ban)聲(sheng)(sheng)化學效率(lv)隨溫(wen)(wen)度(du)(du)的升高(gao)呈指數下(xia)降。因(yin)此，低(di)溫(wen)(wen)(小(xiao)于20℃)較為有(you)(you)利(li)于超聲(sheng)(sheng)波降解(jie)實驗(yan),一般(ban)都在(zai)室溫(wen)(wen)下(xia)進行(xing)。

　　3、對(dui)于有(you)機(ji)(ji)酸堿(jian)性物質(zhi)的(de)超聲波(bo)降(jiang)解，溶(rong)液的(de)pH值具(ju)有(you)較(jiao)(jiao)(jiao)大(da)影響。當溶(rong)液pH值較(jiao)(jiao)(jiao)小時，有(you)機(ji)(ji)物質(zhi)可(ke)以蒸發進入空化(hua)(hua)泡(pao)內(nei)(nei)，在(zai)空化(hua)(hua)泡(pao)內(nei)(nei)直接熱解;同(tong)時又(you)可(ke)以在(zai)空化(hua)(hua)泡(pao)的(de)氣(qi)液界面上和污水中空化(hua)(hua)產生的(de)自由基發生氧(yang)化(hua)(hua)反應(ying)，降(jiang)解效率高。當溶(rong)液pH值較(jiao)(jiao)(jiao)大(da)時，有(you)機(ji)(ji)物質(zhi)不能蒸發進入空化(hua)(hua)泡(pao)內(nei)(nei)，只能在(zai)空化(hua)(hua)泡(pao)的(de)氣(qi)液界面上同(tong)自由基發生氧(yang)化(hua)(hua)反應(ying)，降(jiang)解效率比較(jiao)(jiao)(jiao)低。因此，溶(rong)液的(de)pH值調節應(ying)盡量有(you)利于有(you)機(ji)(ji)物以中性分子(zi)的(de)形態(tai)存在(zai)并易于揮發進入氣(qi)泡(pao)核(he)內(nei)(nei)部。

　　4、超聲波(bo)功(gong)(gong)率(lv)強度(du)是指單(dan)位(wei)超聲發射(she)端面積在(zai)單(dan)位(wei)時間內輻(fu)射(she)至(zhi)反應(ying)系統中的(de)總聲能，一般以單(dan)位(wei)輻(fu)照面積上的(de)功(gong)(gong)率(lv)來(lai)衡量。一般來(lai)說(shuo)，超聲波(bo)功(gong)(gong)率(lv)強度(du)越(yue)大(da)越(yue)有利(li)于降(jiang)解(jie)反應(ying)，但過大(da)時又(you)會使空化氣(qi)泡產生屏蔽，可(ke)利(li)用超聲波(bo)功(gong)(gong)率(lv)強度(du)能量減少，降(jiang)解(jie)速(su)度(du)下(xia)降(jiang)。

　　5、研(yan)究表明，并非頻(pin)(pin)率越高降解(jie)(jie)效果越好。超聲波頻(pin)(pin)率與有機(ji)污染(ran)物的(de)降解(jie)(jie)原(yuan)理有關，以自由(you)基為(wei)主(zhu)的(de)降解(jie)(jie)反應存在一個*頻(pin)(pin)率;以熱解(jie)(jie)為(wei)主(zhu)的(de)降解(jie)(jie)反應，當超聲聲強大(da)于空(kong)化閾值時，隨著頻(pin)(pin)率的(de)增大(da)，聲解(jie)(jie)效率增大(da)。