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超声波技术在高浓度氨氮废水处理中的应用超声波技术是一种通过声波的频率、振幅和功率对物质进行处理和改变的技术。
在高浓度氨氮废水处理中，超声波技术具有很大的应用潜力。
本文将详细介绍超声波技术在高浓度氨氮废水处理中的应用，并探讨其优势、适用性和挑战。
1. 氨氮去除：超声波技术可以通过破碎和溶解气泡的方式，加速氨氮的氧化和还原反应，促进氨氧化细菌的生长和代谢活性，从而快速去除废水中的氨氮。
研究表明，超声波处理后的氨氮去除率可以显著提高。
2. 悬浮物和胶体颗粒去除：超声波技术可以产生剧烈的涡流和局部振荡，破坏颗粒之间的吸附和固聚力，使悬浮物和胶体颗粒更容易被沉降或过滤。
与传统的物理处理方法相比，超声波技术具有较高的去除效率和较低的处理成本。
3. 气体释放和溶解：超声波技术可以通过声波振荡的力量将溶解气体释放到液体中，也可以将气体溶解到液体中。
在高浓度氨氮废水处理中，可以利用超声波技术将废水中的氨氮气体迅速释放，从而降低氨氮浓度。
4. 膜分离和浓缩：超声波技术可以改变膜孔的形状和大小，提高膜的透过率和抗污染性能，从而提高膜分离和浓缩的效果。
在高浓度氨氮废水处理中，可以利用超声波技术改善膜的通量和分离效果，降低膜的堵塞和清洗频率。
1. 快速、高效：超声波技术可以快速传播和传递能量，使废水中的污染物被快速和高效地处理。
2. 非热能：超声波技术主要基于声能传递，不需要额外的热能输入，因此不会造成废水温度升高。
3. 环保：超声波技术没有化学药剂的使用和产生有害物质的风险，对环境无污染。
4. 操作简单：超声波设备的操作和维护相对简单，可以方便地集成到现有的废水处理系统中。
超声波技术在高浓度氨氮废水处理中仍然面临一些挑战。
超声波技术的能量传递效率受到废水的温度、浓度、含气情况等因素的影响，需要根据实际情况进行调整和优化。
在大规模应用时，超声波设备的成本和能耗也需要进一步降低。
超声波在污水处理中的应用引言概述：随着城市化进程的加快和人口的增加，污水处理成为了一项重要的环保任务。
超声波技术作为一种非常有效的处理方法，被广泛应用于污水处理领域。
本文将详细介绍超声波在污水处理中的应用，包括超声波在污泥处理、污水氧化和污水消毒等方面的应用。
一、超声波在污泥处理中的应用1.1 增强污泥脱水效果：超声波可以通过激发污泥颗粒的振动，使其颗粒间的粘附力减小，从而提高污泥的脱水效果。
1.2 促进污泥降解：超声波的能量可以促进污泥中微生物的活性，加快有机物的降解速度，提高污泥的稳定性。
1.3 减少污泥体积：超声波可以破坏污泥中的胞外聚合物，使其释放出来，从而减少污泥的体积。
二、超声波在污水氧化中的应用2.1 提高氧化效率：超声波可以将氧气均匀地分散到污水中，增加氧气和污水颗粒的接触面积，提高氧化效率。
2.2 加速污水氧化反应：超声波的能量可以激活氧化反应，加快污水中有机物的降解速度，提高氧化效果。
2.3 降低氧化剂用量：超声波可以增加氧化剂与污水的接触效率，从而减少氧化剂的用量，降低处理成本。
三、超声波在污水消毒中的应用3.1 提高消毒效果：超声波可以破坏细菌的细胞壁和细胞膜，增加消毒剂与细菌的接触面积，提高消毒效果。
3.2 加速消毒反应：超声波的能量可以加速消毒反应的进行，减少消毒时间，提高消毒效率。
3.3 减少消毒剂用量：超声波可以提高消毒剂与污水的接触效率，从而减少消毒剂的用量，降低处理成本。
四、超声波在污水处理中的优势4.1 高效能：超声波技术可以在较短时间内完成处理过程，提高处理效率。
4.2 环保：超声波技术不需要使用化学药剂，减少了对环境的污染。
4.3 经济实用：超声波技术的设备和运行成本相对较低，适用于各种规模的污水处理厂。
五、超声波在污水处理中的挑战与展望5.1 能量传递问题：超声波在污水中的传递受到污水的复杂性和浑浊度的影响，需要进一步研究优化。
5.2 能耗问题：超声波设备的能耗较高，需要寻找更加节能的超声波技术和设备。
超声波技术在废水处理中的应用随着工业化进程的加速，废水处理成为了当前环保领域重要的关注点，如何高效、便捷地处理废水是非常重要的问题。
目前，超声波技术逐渐成为了处理废水的一种有效手段，能够快速去除废水中的有害物质，提高处理效率，为环保事业作出了积极贡献。
一、超声波技术简介超声波利用的是高频振动的原理，将声波能量转化为物理能量，在各个领域得到了广泛应用。
超声波技术利用声波对物质产生压力和剪切力的作用，改变物质的内部结构，从而实现物质的改性、去污、杀菌、分散和乳化等功能。
二、超声波技术在废水处理中的应用1.超声波在去污中的应用废水中包含着各种有害物质，如油脂、化学品、颜料、颗粒等，这些物质对环境具有极大的污染作用。
超声波技术可以通过声波的作用原理将污物剪切成微小颗粒，使得废水中的有害物质更容易被去除，从而提高处理效率。
特别是对于难降解的废水，超声波技术作用更加显著。
2.超声波在乳化中的应用废水中含有大量难以分散的颗粒物和油脂物质，传统的处理方式往往需要耗费大量的能源和时间。
超声波技术通过声波的震荡作用，使得颗粒物和油脂物质更容易形成乳状体，从而快速分散于废水中。
这种处理方式有效降低了处理时间和能耗，同时提高了处理效率。
3.超声波在杀菌中的应用废水中含有各种细菌和病毒，对人体健康和环境造成危害。
传统的消毒方式往往需要使用化学药品，同时也容易导致环境污染。
超声波技术通过声波的波长作用，破坏了细菌和病毒的细胞膜结构，从而达到杀菌效果。
与传统消毒方式相比，超声波消毒更加环保、安全。
4.超声波在去除重金属中的应用废水中含有大量的重金属物质，如铅、铬等，这些物质会对环境和人体健康造成影响。
传统的去除方式往往需要使用高浓度药剂，同时具有消耗能源的缺点。
超声波技术利用声波能量使得重金属离子形成微粒，从而实现快速去除的效果。
这种处理方式成本低廉，同时也具有较高的处理效率。
三、超声波技术的发展趋势超声波技术在废水处理中的应用已经得到了广泛的认可，同时也存在一些需要改进的方面。
超声波在污水处理中的应用引言概述：污水处理是一项重要的环保工作，有效处理污水可以减少对环境的污染，保护水资源。
超声波技术作为一种新兴的处理方法，在污水处理中得到了广泛应用。
本文将从超声波的原理、超声波在污水预处理、污泥处理、水质监测和消毒等方面进行详细阐述。
一、超声波的原理1.1 声波传播原理超声波是一种频率高于人耳听觉范围的声波，其传播速度和路径与空气中的声波类似。
超声波通过震动源产生，传播时会发生折射、反射和散射等现象。
1.2 超声波的特性超声波具有高频、高能量、高压缩性和高速度等特性。
这些特性使得超声波在污水处理中能够有效地击碎固体颗粒、杀灭微生物和分解有机物质。
1.3 超声波的应用原理超声波在污水处理中的应用原理主要包括机械作用、热效应和化学效应。
机械作用通过超声波的压缩和稀释效应，使污水中的颗粒物质分散、悬浮和沉降；热效应通过超声波的能量转化为热能，提高污水的温度，促进化学反应；化学效应通过超声波的能量激发和加速化学反应，提高污水处理效果。
二、超声波在污水预处理中的应用2.1 悬浮物的分散超声波能够将污水中的悬浮物质分散为微小颗粒，提高悬浮物的表面积，便于后续处理过程中的沉降和过滤。
2.2 溶解气体的除去超声波通过产生大量的气泡并迅速破裂，可以有效地将污水中的溶解气体除去，提高水体的氧溶解度。
2.3 溶解固体的分解超声波的高能量可以击碎污水中的固体颗粒，促进有机物质的分解和氧化，提高污水的可生化性。
三、超声波在污泥处理中的应用3.1 污泥的消化超声波能够击碎污泥中的细菌和微生物，促进有机物质的降解和消化，提高污泥的稳定性和可处理性。
3.2 污泥的脱水超声波能够破坏污泥中的胶体结构，提高污泥的固体含量，加快污泥的脱水速度，降低脱水成本。
3.3 污泥的消毒超声波能够杀灭污泥中的细菌和微生物，减少臭味的产生，提高污泥的稳定性和无害化处理效果。
四、超声波在水质监测中的应用4.1 水质参数的测量超声波可以通过测量声波在水中的传播速度、衰减和反射等参数，来判断水质的浑浊度、浓度和温度等指标。
超声波在水处理领域有什么新的应用水是生命之源，对于人类的生存和发展至关重要。
然而，随着工业化和城市化的加速，水污染问题日益严重，给人们的生活和环境带来了巨大的威胁。
为了有效地处理污水，保障水资源的质量和安全，科学家们一直在不断探索和创新新的水处理技术。
超声波技术作为一种新兴的物理处理方法，近年来在水处理领域展现出了广阔的应用前景。
超声波是一种频率高于 20kHz 的机械波，具有能量集中、穿透力强、方向性好等特点。
当超声波在水中传播时，会产生一系列的物理和化学效应，如空化效应、机械效应、热效应等，这些效应可以有效地去除水中的污染物，改善水质。
在污水处理方面，超声波可以用于强化生物处理过程。
传统的生物处理方法主要依靠微生物的代谢作用来降解有机物，但存在处理效率低、反应时间长等问题。
而超声波可以通过刺激微生物的活性，促进其生长和繁殖，从而提高生物处理的效率。
例如，超声波可以增加微生物细胞膜的通透性，使细胞内的酶更容易与底物接触，加速化学反应的进行。
此外，超声波还可以破碎细胞，释放出细胞内的物质，为其他微生物提供营养，进一步促进生物处理过程。
超声波还可以用于去除水中的悬浮物和胶体。
悬浮物和胶体是水中常见的污染物，它们的粒径较小，难以通过常规的物理方法去除。
超声波在水中产生的空化效应可以形成微小的气泡，这些气泡在破裂时会产生强烈的冲击波和高速微射流，能够使悬浮物和胶体颗粒凝聚、沉淀，从而实现分离。
同时，超声波的机械效应还可以破坏胶体的稳定性，使其更容易被去除。
在去除水中的重金属方面，超声波也发挥着重要作用。
重金属离子在水中通常以离子态存在，难以直接去除。
超声波可以与化学试剂协同作用，促进重金属离子的沉淀和吸附。
例如，在加入适当的沉淀剂后，超声波可以加速沉淀的形成和生长，使重金属离子更有效地从水中去除。
此外，超声波还可以改变吸附剂的表面性质，提高其对重金属离子的吸附能力。
超声波在消毒杀菌方面也具有独特的优势。
超声波在污水处理中的应用超声波技术是一种利用超声波的机械振动作用来实现物质份子之间的相互作用的技术。
它已经被广泛应用于污水处理领域，具有高效、环保、节能等优点。
本文将详细介绍超声波在污水处理中的应用，并分析其优势和局限性。
一、超声波在污水处理中的应用场景1. 污泥处理：超声波可以有效地破碎和分散污泥颗粒，提高污泥的可流动性和可处理性。
通过超声波处理后的污泥更易于脱水和干燥，从而减少了处理成本。
2. 水质净化：超声波可以破坏水中的微生物细胞膜，杀灭细菌、病毒和其他有害微生物。
同时，超声波还可以去除水中的悬浮颗粒、悬浮物和沉积物，提高水质的净化效果。
3. 水处理设备清洗：超声波可以在水处理设备中产生强大的清洗效果，去除设备表面的污垢和沉积物。
这不仅提高了设备的工作效率，还延长了设备的使用寿命。
4. 水中有机物降解：超声波可以通过振动和剪切作用，加速水中有机物的氧化和降解过程。
这对于处理含有有机物的废水具有重要意义，可以提高处理效率和降低处理成本。
二、超声波在污水处理中的优势1. 高效性：超声波可以在短期内对污水进行处理，大大提高了处理效率。
与传统的物理、化学处理方法相比，超声波技术更加高效。
2. 环保性：超声波处理污水不需要添加化学药剂，减少了对环境的污染。
同时，超声波技术本身也是一种清洁能源，不会产生二氧化碳等有害气体。
3. 节能性：超声波处理污水所需的能量相对较低，节约了能源消耗。
与传统的污水处理方法相比，超声波技术具有更低的能耗。
4. 适应性：超声波技术可以与其他污水处理技术相结合，形成综合处理系统。
它可以根据不同的污水特性进行调整和优化，适应不同的处理需求。
三、超声波在污水处理中的局限性1. 设备成本较高：超声波处理设备的成本相对较高，需要投入较大的资金。
这对于一些小型污水处理厂来说可能是一个限制因素。
2. 能量传递效率低：超声波在传递过程中会发生能量损耗，导致处理效果不如理论值。
因此，需要合理设计和优化超声波传递系统，提高能量传递效率。
超声波技术在固体废弃物处理中的应用研究随着人类经济和社会的快速发展，城市化进程加快，产生的固体废弃物不断增加，给环境带来了极大的压力。
传统的固体废弃物处理方式往往存在一些诸如占地面积大、花费高、处理周期长、污染物不易处理等问题。
因此，人们开始寻求一种更加环保、高效、经济的固体废物处理方式。
在这种情况下，超声波技术逐渐被人们所关注，并应用于废弃物处理中。
一、超声波技术概述超声波技术是一种利用超声波的机械振动产生物理、化学和生物效应的技术。
超声波具有高频率、大能量、高效率、强穿透力等优点，在材料科学、生物医学、化学工业等领域广泛应用。
在固体废弃物处理中，超声波技术可以实现废物降解、分离、浸出、杀菌等目的。
二、超声波技术在废物浸出中的应用研究废物浸出是指将化学品或其他物质萃取出废弃物中的有用成分的过程。
超声波技术作为浸出领域的一种新型技术，已经得到了广泛的研究和应用。
超声波作用于浸出液中时，可以有效增加浸出液以及废弃物之间的接触面积和质量转移速率，提高了浸出作用的效率。
同时，超声波催化反应产生的空化孔道和溶解气体，也有利于提高固体物质的浸出效果。
目前，在废物浸出领域，超声波的实际应用已经有了较为突出的表现。
例如，超声波技术被用于金属循环利用、砂石混合物的回收、生物质的提取等多个领域中。
三、超声波技术在废物降解中的应用研究废物降解是指将固体废物通过化学或生物反应转化成更加有用的形式。
传统的降解方法往往还需要长时间的自然降解过程。
而采用超声波技术可以加快废物的降解进度，节约处理时间。
Yuan等人的研究表明，超声波震荡作用可以有效提高菌株的生长速度和降解速率。
他们利用超声波技术对拌合废料进行预处理，使拌合废料中的有机酸和有机物得到有效降解，具有良好的处理效果。
四、超声波技术在废物分离中的应用研究废物分离是对固体废弃物中的不同材料进行分离的过程。
超声波技术可以通过调节不同的波长和频率，在泡沫分离、气体固-液相分离等领域表现出其独特的分离功能。
超声波在化学工业中的应用超声波技术在化学工业中的应用已经越来越广泛。
这种技术利用高频振荡的能量来打破物质之间的化学键，从而实现化学反应和物理变化。
本文将从超声波在化学反应、清洗、医疗和环保等领域的应用进行详细阐述。
在化学反应方面，超声波技术主要通过产生空化效应来促进化学反应的进行。
空化效应是指在超声波的作用下，液体内部的气泡迅速膨胀，然后突然崩溃，从而产生高温高压的瞬间。
这种瞬间的高温高压可以打破物质之间的化学键，促使化学反应快速发生。
例如，在催化反应中，超声波可以加快反应速率和提高产物收率。
在分析领域，超声波技术也被广泛应用于样品的前处理过程，如萃取、分离和浓缩等。
在清洗领域，超声波技术利用高频振荡的能量来清除物体表面的污垢和杂质。
这种技术可以高效地清洗油污、除锈等，而且对物体表面不会造成损伤。
近年来，随着技术的发展，超声波清洗机的效率和性能也不断得到提升，被广泛应用于各种工业清洗领域。
在医疗领域，超声波技术被广泛应用于诊断和治疗。
例如，超声波碎石术可以利用高频振荡的能量将肾结石和胆结石击碎，从而治疗结石病。
超声波技术还被用于乳腺检查等医学诊断中。
近年来，随着纳米技术和生物技术的不断发展，超声波技术在药物传递和基因治疗等方面的应用也日益广泛。
在环保领域，超声波技术被用于污水处理等方面。
超声波清洗技术可以高效地清洗各种表面污垢，包括油污、重金属离子等，从而降低对环境的污染。
超声波技术还可以用于降解有机污染物，如农药、染料等，为环保事业提供新的解决方案。
超声波技术在化学工业中有着广泛的应用前景。
随着技术的不断发展，超声波技术的应用领域也将不断扩大。
未来，超声波技术将在化学工业中发挥更加重要的作用，为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。
物理化学是一门研究化学反应过程中物质性质、能量转化和传递等方面规律的学科。
随着化学工业的不断发展，物理化学在化工生产、产品开发、过程优化等方面发挥着越来越重要的作用。
超声波在污水处理中的应用一、背景介绍污水处理是保护环境和人类健康的重要环节，而超声波技术作为一种新兴的污水处理方法，具有高效、经济、环保等优点。
本文将详细介绍超声波在污水处理中的应用，包括超声波的工作原理、应用场景、效果评估等方面。
二、超声波的工作原理超声波是指频率超过20kHz的声波，其工作原理是利用声波的高频振动和能量传递特性。
在污水处理中，超声波主要通过以下几个方面发挥作用：1. 物理作用：超声波振动能够破坏污水中的有机物和微生物的细胞结构，增加物质的表面积，提高化学反应速率。
2. 温升作用：超声波振动能够产生局部温升，提高化学反应速率和溶解性。
3. 混合作用：超声波振动能够促进污水中物质的混合和悬浮，增加反应物质的接触机会。
三、超声波在污水处理中的应用场景1. 污泥处理：超声波可以有效地破坏污泥中的细胞结构，提高污泥的厌氧消化效率，降低处理成本。
2. 水质净化：超声波可以有效地去除水中悬浮物、胶体物质和有机物，提高水质的净化效果。
3. 污水处理：超声波可以促进污水中的化学反应，加速污水中有机物的降解和去除。
四、超声波在污水处理中的效果评估超声波在污水处理中的效果主要通过以下几个方面进行评估：1. 污水处理效率：通过监测处理前后污水中有机物、悬浮物、胶体物质等的浓度变化，评估超声波的处理效果。
2. 污泥消化效率：通过监测处理前后污泥中有机物的含量和消化率，评估超声波对污泥处理的影响。
3. 水质净化效果：通过监测处理前后水中悬浮物、胶体物质和有机物的浓度变化，评估超声波的净化效果。
4. 能耗评估：通过测量超声波设备的能耗，评估其在污水处理中的经济性和环保性。
五、超声波在污水处理中的前景和挑战超声波作为一种新兴的污水处理技术，具有广阔的应用前景。
它可以提高污水处理的效率和水质净化效果，降低处理成本和能耗。
然而，超声波在污水处理中仍面临一些挑战，如设备成本高、能耗较大、操作复杂等。
未来的研究应致力于解决这些问题，进一步推动超声波在污水处理中的应用。
超声波在污水处理中的应用1. 引言污水处理是保护环境和人类健康的重要环节。
超声波技术作为一种高效、环保的处理方法，在污水处理中得到了广泛应用。
本文将详细介绍超声波在污水处理中的应用，并探讨其优势和限制。
2. 超声波原理超声波是指频率超过20kHz的声波。
在污水处理中，超声波主要通过声波的压缩、膨胀和微小气泡的形成破裂等作用来实现处理效果。
超声波的高频振动能够破坏污水中的有机物和微生物，从而达到净化水质的目的。
3. 超声波在污水预处理中的应用超声波在污水预处理中起到了重要的作用。
通过超声波的作用，可以有效地去除污水中的悬浮物、泥沙和油脂等杂质。
超声波的高频振动可以使这些杂质分散并悬浮在水中，从而方便后续的处理和分离。
4. 超声波在污水处理中的氧化作用超声波在污水处理中还可以发挥氧化作用。
通过超声波的作用，可以将污水中的有机物氧化为无机物，从而降低水中有机物的含量。
超声波的高能量可以打破有机物的化学键，使其分解为更小的分子，进而被微生物更容易降解。
5. 超声波在污泥处理中的应用超声波在污泥处理中也有广泛的应用。
通过超声波的作用，可以有效地破坏污泥中的细菌和病毒，从而降低其对环境的污染。
同时，超声波还可以促进污泥的脱水和干化，提高处理效率。
6. 超声波在污水处理中的优势超声波在污水处理中具有许多优势。
首先，超声波处理过程中无需添加化学药剂，避免了二次污染。
其次，超声波可以高效地去除污水中的有机物和微生物，提高水质。
此外，超声波还可以加速化学反应和生物降解过程，提高处理效率。
7. 超声波在污水处理中的限制超声波在污水处理中也存在一些限制。
首先，超声波的处理效果受到水质和污水中杂质的影响。
其次，超声波处理过程中会产生一定的能量消耗和噪音。
此外，超声波设备的成本较高，需要考虑经济性和可行性。
8. 结论超声波作为一种高效、环保的处理方法，在污水处理中具有广泛的应用前景。
通过超声波的作用，可以高效地去除污水中的有机物和微生物，提高水质。
功率超声技术在环保、能源领域的应用邓京军（中国科学院声学研究所北京100080）1 引言上个世纪后期，随着能源供应的紧缺和环境污染治理任务的加重，许多新的技术和工艺、方法逐步进入实验室或工业部门，人们寄希望于新技术、新工艺的研究和应用，能够最大限度地提高能源的产出率、利用率；尽可能降低由于工业化造成的环境污染以及对已经遭到污染的水体、大气、固体废弃物进行治理，进入一条低能耗、低污染，资源循环利用，环境友好的可持续发展轨道，不断推动国民经济健康发展。
在众多的新技术应用中，功率超声技术以其特有的优势日益受到人们的重视和关注，在能源和环境保护领域逐步开展了系列的研究和应用。
本文仅就功率超声技术在我国石油工业和污水处理中的应用情况做一简单介绍。
2 功率超声作用的机理所谓功率超声，是指具有一定强度的超声波，其声功率、声强都比较大，一般声强在0.3 W/cm2 以上，在媒质中传播时会产生非线性效应。
在其他应用领域，如检测声学中使用的超声波，一般都在小振幅的线性范围内。
功率超声波在媒介中传播时，伴随着能量的传播和介质的吸收，在介质中会产生一系列物理、化学效应，使被作用介质的状态或物质结构、组成发生显著变化。
这些效应大致可归纳为以下三个。
2.1机械效应线性小振幅声波在液体中传播时，液体质点受到声波的扰动后会在其平衡位置附近做微小的振动，振幅约μm量级，液体质点没有宏观上的移动和迁移，但其振动速度和加速度很大。
例如，考虑声强为1W/cm2、频率为20kHz的超声波在水中传播，如果液体质点位移振幅为5μm，则质点要经受压力在正负1.7atm之间以每秒2万次的重复频率做周期性变化，质点振动速度约为0.63m/s,而振动的加速度达到8.9×104 m/s2 ,大约为重力加速度的9000倍。
这样激烈而快速变化的机械运动，对于液体中的固体微粒、大分子团聚等，使其与溶剂分子之间产生剧烈的摩擦，强大的剪切作用足以使固体颗粒被粉碎，有机体和聚合物中的C-C , C=C , C=O 键被打断，微生物体被撕裂等等。
大振幅声波作用于液体介质时，由于有限振幅波的非线性作用，在液体中会产生声流和声辐射压。
声场中的物体受到一个时间平均不为零的辐射力的作用，会引起物体的宏观迁移。
同时，在液体中还会产生声空化和微射流效应。
在均相介质中，以空化现象为主；而在非均相介质中，则以微声流为主。
例如，可以在液-固边界上产生Jet 喷注现象，射流速率可达100m/s, 是广泛应用的超声清洗技术的主要机理。
2.2 空化效应空化是液体介质中普遍存在的一种自然现象。
当声波或超声波作用于液体介质时，液体介质中某点会经历周期性的压缩、膨胀过程。
当处于膨胀相时，如果此时声压的幅值小于该点所在温度下的液体饱和蒸汽压，即出现负压，则原来溶解在液体中的气体会以气泡形式析出并迅速长大，直径几个微米至数十微米不等；在随后到来的压缩相中，这些气泡在正压的作用下快速闭合，气泡体积急剧减小直至崩溃。
一般称这种现象为声空化。
声空化主要表现在二个下述方面。
(1) 气泡内部及气泡外部极小的空间区域内：气泡在闭合、崩溃之前，在气泡内部会产生高温、高压、声致发光等现象，泡内的高温、高压会使气泡内的气体产生常温下难以发生的物理、化学变化，主要包括：a. 基于普遍被接受的Noltingk-Nappiras“热点”空化模型[1,2]，空泡溃灭时，在空泡的内部和空泡周围极小的空间内出现高温（5200K以上）、高压（50MPa以上）。
这样的极端条件（高温、高压）足以打开结合力强的化学键，如C-C,C=C ,C=O等，发生所谓的“水相燃烧”反应，空泡内的水蒸汽以及在气泡膨胀相内由气泡壁扩散进去的溶质蒸汽都可能被热分解。
b. 空化泡产生的高温、高压，可以将含水溶液中的H2O 水分子分解为•H和•OH 自由基[3,4]。
氧化能力仅次于氟的羟基自由基•OH，以及由•OH 结合成的H2O2,可以直接氧化水中的有机体、聚合物，使常规条件下难以处理的污染物得以降解。
c. 空泡溃灭时产生的高温高压超过了水的临界点（T c=374℃，P c= 22 MPa）, 存在瞬态局域超临界水，将发生超临界水氧化反应[5]。
超临界水被认为是氧化有机物的良好介质，可以去除绝大部分水中的污染物。
但是，由于常规获得超临界状态的方法对容器壁的腐蚀非常严重，在实际应用中有一定的局限性。
与此相比，超声引发的超临界水氧化反应是在常温、常压的液体中很小的局部区域内进行的，没有超临界水对容器壁的腐蚀问题，因而成为人们关注的处理有机污染物的新方法之一。
(2) 气泡外部：在气泡外部，由于气泡的剧烈塌缩、崩溃，会产生强烈的向外辐射的激波，同时，气泡内部高压的释放、高温急剧降落，可以形成极大的压力、温度梯度。
这种冲击波作用于气泡周围的液体介质，会使液体的结构发生变化。
单一气泡产生的激波其作用距离是“近程”的，由于介质的吸收等很快耗散掉，但在功率超声产生的声场中，由于存在大量的空化气泡，整体累积作用相当明显。
另外，在泡内形成的自由基、过氧化氢等强氧化剂随着气泡的溃灭进入到气泡周围的液体中，对液体中的有机物、聚合体产生氧化作用。
综上所述，可以认为在气泡内部以化学效应为主；气泡外部以力学、机械效应为主。
2.3热效应超声波在介质中传播，其振动能量不断被介质吸收转变为热能，使得液体温度升高，形成对液体的加热。
在液-固边界处还可以形成对固体的局部加热。
总的来说，超声加热效率比较低，不如其机械、化学、空化效应显著。
3 功率超声技术在环保领域的应用环境保护是全球化的问题。
对于我国这样一个发展中国家，随着工业化、城市化进程的加速，治理环境污染和加强环境保护工作刻不容缓。
在众多的污染治理研究中，水污染治理是功率超声技术应用比较广泛的领域。
目前，一般工业和生活污水的处理工艺已日益成熟，但对于造成水污染最严重的难降解有机污水的处理仍是十分困难的问题，特别是对于已经经过处理但浓度仍然超标的低浓度有机废水，由于传统方法已经无法处理，深度处理成本太高，大多数企业采取了直接排放，造成地表及地下水源的污染积累，加剧了水体污染的程度，成为污水处理的难题。
功率超声技术集空化效应产生的自由基氧化、高温热解、超临界水氧化等特点，可以分解污水中难以降解的有毒有机污染物[6]。
具有处理成本相对低廉、操作简单、降解速度快、有机物矿化率高，不受有机污染物种类的限制等优点，是污水物理处理方法中具有发展前途的方法之一。
自上个世纪八十年代后期开始，国外开展了超声污水处理的研究，超声降解研究的物系为脂肪烃类、芳香烃类、酚类、酯类、醇类、酮类、胺、酸类、天然有机物和杀虫剂等有机物和部分无机物，涵盖了工业污水的多种种类[7, 8]。
这些有机污染物大多是难降解、具有毒性的物质，对生态环境的影响很大。
大量的研究结果表明，经超声或超声联合其他方法处理，大多数污染物能够得到降解，效果显著。
国内许多单位相继开展了这方面的研究，取得了丰硕的成果，发表了大批的文章和综述评论[9-14]。
概括起来，功率超声技术在污水处理领域的应用情况主要涉及下列二个方面.3.1处理装置目前，已报道的成果大部分是在实验室完成的。
所使用的超声处理设备以带有变幅杆的Langevin 换能器为主。
大多采用浸入方式对容器中的液体进行处理。
处理量比较小，间歇式工作。
也有采用超声清洗槽式的处理装置，由此开发出杯式、玫瑰花式、平行板式等变形装置[15]，间歇工作，或带有局部循环，处理量比变幅杆浸入式装置要大，但容器中单位体积内的声强不如前者大。
近年来，国内外一些企业和研究单位开发出一种新型的推-拉式管状超声振子[16]，液体可以在管外部，也可以进入管的内部，具有声聚焦功能，单管功率达2KW，用于连续处理流体介质，是一种比较有实际应用前景的声处理设备。
最适合工业化应用的处理装置是流体动力声发生器，包括液哨、孔板、文丘里管、亥姆霍兹共振腔等。
孔板、文丘里管是以高速流体为动力，通过节流-扩张，使流体产生湍流。
在涡的中心区，当压力低于与温度有关的液体蒸汽压时，流体中会发生空化现象[17]。
液哨是高速流体冲击以悬臂形式支撑的金属薄板，当流体自持振动的频率与金属板的固有频率吻合时，激发起金属板的共振，向流体中辐射声波，产生声空化现象[18]。
亥姆霍兹共振腔是当稳定液体流过喷嘴谐振腔的出口收缩断面时，产生自激压力激动，这种压力激动反馈回谐振腔形成反馈压力振荡。
通过适当控制谐振腔尺寸和流体的马赫数及Strouhal数，使反馈压力振荡的频率与谐振腔的固有频率相匹配，则腔内流体会产生强烈的自激震荡，使喷嘴出口射流变成断续涡环流，从而在涡环中心导致空化现象的产生[19]。
3.2影响控制因素影响超声降解的控制因素主要有频率、声场分布、声强及声功率、被降解物系的物理化学性质等[20]。
关于声反应器的工作频率是一个值的研究和探讨的问题。
许多研究者针对不同的物系通过实验的方法找到了最佳的工作频率，其分布范围从几十kHz到几百kHz[5]。
显然，所谓最佳频率或最大声化学产额频率与被降解物质的物理化学性质相关，它们的物化性质影响了空化效果。
目前大多数声反应器的工作频率为20～60kHz，这主要是功率超声所使用的换能器大多设计在这一频段，低于或高于这一频段的换能器制做起来很困难，换能器的频率范围限制了超声降解的适应范围。
许多研究者研究了双频及多频声反应器[21-23]，效果令人满意。
具体机理值得进一步研究，很可能是多频声系统改变了声场的空间分布以及对空化核的初生、空化气泡尺寸的最可几分布产生了积极的影响。
双频以及多频声反应器是将来声反应器的发展方向，应该给予高度关注。
值得一提的是，近来国外一些公司提出了"MMM" 超声振动系统的理论和装置，即 Multi-frequency, Multimode, Modulated technology[24]。
他们在换能器的设计和控制上屏弃了传统的驻波振动系统设计理念，将振动系统和被处理系统作为一个整体来考虑，通过监测、反馈装置，由计算机给出控制超声换能系统的最佳调制频率，使换能器工作在最佳模式，最大限度地提高工作效率。
国内这方面的工作还没有开展，但已有一些企业购买了国外的产品来学习、借鉴，这也是我们应该高度关注的一个发展方向。
声反应器中的声场分布十分复杂，主要是大多数反应器采用了多个换能器振子或单一换能器在一个狭小的空间内工作，由于声波的干涉、边界的反射等，很难描绘出声场分布的空间图象。
一般认为，混响声场比较有利于液体的超声处理。
目前超声污水处理所用到的声强大多在0.5～100W/cm2范围。
一般而言，提高声强相应会提高污染物的降解率，所以，许多企业有不断追求高声强声反应器的倾向。
