超声波处理

超声波在水处理领域的应用虽然已经得到了人们***地认识，但是有许多问题仍然有待解决。

4.1超声波反应的条件控制比较困难。不同的底物由于其不同物理化学性质，其比较好的分解条件是不同的，尤其是考虑其经济性时。分解不同的底物时，为使其达到比较好的分解效果，必须对超声波的强度、分解时间、催化剂等条件进行试验。

4.2到目前为止，超声波技术还没有大规模运用到实践中，许多的应用都是在实验室里完成。这些试验都是针对某一类底物，模拟该物质的溶液进行处理。超声波有待进一步在实践中的考验。

4.3超声波大规模应用的问题主要在设备上，研制出能够连续处理废水、低能耗、大容量的超声波反应器是关键所在。 超声波处理可以用于材料的再生利用，如废旧物品的粉碎还原等。超声波处理

①机械效应。超声波的机械作用可促成液体的乳化、凝胶的液化和固体的分散。当超声波流体介质中形成驻波时，悬浮在流体中的微小颗粒因受机械力的作用而凝聚在波节处，在空间形成周期性的堆积。超声波在压电材料和磁致伸缩材料中传播时，由于超声波的机械作用而引起的感生电极化和感生磁化（见电介质物理学和磁致伸缩）。

②空化作用。超声波作用于液体时可产生大量小气泡。一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压，压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和，而从液体逸出，成为小气泡。另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞，称为空化。空洞内为液体蒸气或溶于液体的另一种气体，甚至可能是真空。因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不断运动、长大或突然破灭。破灭时周围液体突然冲入气泡而产生高温、高压，同时产生激波。与空化作用相伴随的内摩擦可形成电荷，并在气泡内因放电而产***光现象。在液体中进行超声处理的技术大多与空化作用有关。 超声波处理超声波处理可以用于金属、塑料、陶瓷等各种材料的加工。

③热效应。由于超声波频率高，能量大，被介质吸收时能产生***的热效应。

④化学效应。超声波的作用可促使发生或加速某些化学反应。例如纯的蒸馏水经超声处理后产生过氧化氢；溶有氮气的水经超声处理后产生亚硝酸；染料的水溶液经超声处理后会变色或退色。这些现象的发生总与空化作用相伴随。超声波还可加速许多化学物质的水解、分解和聚合过程。超声波对光化学和电化学过程也有明显影响。各种氨基酸和其他有机物质的水溶液经超声处理后，特征吸收光谱带消失而呈均匀的一般吸收，这表明空化作用使分子结构发生了改变。

当然，仍然有一些参数还不是很清楚。研究人员提出决定化合物进入气泡的性质不是其蒸汽压而是其疏水性。因此，亲水的化合物如苯酚和氯酚可能会在溶液中或者界面处受到羟基的攻击。其它的一些疏水性化合物如四氯化碳、苯和氯苯可能主要是在气泡中热解。但是，其它的情况也有可能影响降解的位置，也有些情况是一些机理的互相竞争。总之，疏水性化合物和挥发性化合物易于被超声波降解，而不挥发和亲水性化合物超声波是难以降解的。另一种反应的机理是等离子化学。这与超声波发光与光致发光之间的关系和光化学与声化学之间的关系相似。这种等离子的效应是由于对超声波能量的吸收，从而在气泡中形成为等离子体。以上提到的假设可以归结为超临界水的声化学反应。事实上许多的研究人员都发现，在气泡和溶液的界面层存在着超过临界条件的高温高压(647K、22.1MPa)，这使得媒介有流体的物理性质。这些条件可通过改变溶质的溶解度和分散度来改善反应。但是，超临界水的界面自由基只有几毫秒的寿命和几毫米的范围。超声波处理可以通过加热和冷却的方式来改变材料的温度状态。

超声效应：当超声波在介质中传播时，由于超声波与介质的相互作用，使介质发生变化，从而产生一系列力学的、电磁学的超声效应，包括以下两种效应：

①机械效应。超声波的机械作用可促成液体的乳化、凝胶的液化和固体的分散。当超声波流体介质中形成驻波时，悬浮在流体中的微小颗粒因受机械力的作用而凝聚在波节处，在空间形成周期性的堆积。超声波在压电材料和磁致伸缩材料中传播时，由于超声波的机械作用而引起的感生电极化和感生磁化。

②空化作用。超声波作用于液体时可产生大量小气泡。一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压，压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和，而从液体逸出，成为小气泡。另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞，称为空化。空洞内为液体蒸气或溶于液体的另一种气体，甚至可能是真空。因空化作用形成的小气泡而不断长大或突然破灭。破灭时周围液体突然冲入气泡而产生高压，同时产生激波。与空化作用相伴随的内摩擦可形成电荷，并在气泡内因放电而产***光现象。在液体中进行超声处理的技术大多与空化作用有关。 超声波处理技术在国际上的交流与合作有助于促进其技术和产业的发展。超声波处理

随着科技的发展，超声波处理技术将会越来越成熟和完善。超声波处理

超声波在生活中的很多方面都有应用，主要有以下几个方面：1）医学方面在医学方面，超声波主要应用为医学诊断与临床***。医学诊断中，超声波的主要应用为B超。由于超声波具有反射、折射等特点，如果将超声波发射到人体内，它就会在人体内部发生反射，人体内部各个***形状大小都不一样，因此反射回来的声波方向、强度等信息也不同，医生通过对反射回来的声波进行分析，再结合一些医学方面的专业知识，就可以知道人体内部的某些部位是否产生病变。在临床***中，超声波主要被用来杀死肿瘤细胞和超声针灸，我们知道超声波的功率很大，利用医学影像技术，将多束超声波聚焦在病变的细胞上，控制好照射的强度和时间，短时间的温度将达到70~100℃，在保护周围组织的同时杀死了病变细胞。超声针灸就是利用超声波技术来刺激穴位，这种疗法对组织没有损伤，而且具有无痛、无不适应等优点，在***小孩子或者一些害怕针灸的患者时有很好的效果。此外，超声波在体外碎石，理疗、牙科等方面也经常使用。超声波处理