超声波降解技术原理及应用
超声波技术在高浓度氨氮废水处理中的应用
超声波技术在高浓度氨氮废水处理中的应用一、超声波技术的原理和机理超声波技术是利用超声波的作用实现物质的分解、催化和氧化等化学反应的一种物理处理方式。
超声波是指频率超过人耳可听到范围的声波，频率一般在20kHz至10MHz之间。
超声波通过声能传递的方式传播，在物质中产生交变高压和低压区域，形成驰波效应。
驰波效应会引起气体溶解度的变化、液体表面的扩展、界面传质的加强，从而达到促进化学反应的目的。
超声波的穿透力较强，可以穿透液体、固体和气体等中介质，使指定区域内的目标物质得到更均匀的处理。
1. 声波溶解气体：高浓度氨氮废水中一般含有大量的氨气，超声波可以促进氨气的溶解。
超声波的驰波效应会使氨气分子与水分子产生碰撞，提高溶解度，从而加快氨氮废水处理的速度。
2. 声波破坏废水中有机污染物：超声波通过产生高频率的压力波，使废水中的有机污染物分子与气泡发生碰撞，从而发生物理和化学反应，破坏有机污染物的结构，促进其降解。
3. 声波提高氧化剂效果：超声波可以将氧化剂快速混合均匀，并将氧化剂传递至废水中目标物质，从而提高氧化剂的效果。
超声波还可以增加氧气的溶解度，使废水中的目标物质更容易被氧化。
4. 声波辅助吸附：超声波可以提高吸附材料对废水中的目标物质的吸附容量和吸附速率。
超声波的驰波效应可以增加废水与吸附剂之间的接触面积，加快吸附反应的进行。
三、存在的问题和改进方向1. 能源消耗大：超声波设备需要消耗大量的能源，运行成本较高。
改进方向可以是提高超声波的转换效率，降低能源的消耗。
2. 废水处理效果不稳定：超声波技术在处理高浓度氨氮废水时，处理效果可能受到废水中其他成分的干扰，如固体悬浮物和其他有机污染物。
改进方向可以是优化超声波处理条件，提高处理效果的稳定性。
3. 产生次级污染物：超声波处理废水时，可能会产生一些次级污染物，如溶解在废水中的有机物和致癌物质等。
改进方向可以是加强超声波与其他处理方法的配合，将超声波作为废水处理的预处理方法，进一步降解和除去次级污染物。
超声 催陈 原理
超声催陈原理
超声催陈是一种利用超声波能量加速物质老化的方法。
以下是超声催陈的主要原理：
1.超声波振动
超声波在传播过程中会产生强烈的振动，这种振动作用可以加速物质内部的分子运动，使分子间的摩擦增加，从而提高物质的温度和压力。
随着温度的升高和压力的增加，物质的老化速度也会相应加快。
2.超声波能量
超声波具有能量，这种能量可以转化为热能、机械能或其他形式的能量。
当超声波作用于物质时，其能量可以激发物质内部的分子或原子，使其产生振动或旋转，从而加速物质的老化过程。
3.超声波空化作用
超声波在液体中传播时会产生空化现象，即液体中的微小气泡在超声波的作用下会迅速膨胀和收缩，形成高频的冲击波。
这种冲击波可以破坏液体中的微生物和细菌，同时也会加速物质表面的老化过程。
4.超声波降解作用
超声波可以产生高强度的声压和高温，从而加速物质的化学反应和降解过程。
在降解过程中，超声波可以破坏物质表面的分子结构，使其变得更加脆弱和易碎。
这种降解作用可以加速物质的陈化和老化过程。
5.超声波物理效应
超声波的物理效应也可以影响物质的老化过程。
例如，超声波可以改变物质表面的晶体结构，使其变得更加不稳定和易于氧化。
此外，超声波还可以加速物质表面的氧化反应和水分蒸发等过程，从而加速物质的老化。
综上所述，超声催陈是一种利用超声波的振动、能量、空化作用、降解作用和物理效应来加速物质老化的方法。
通过这种方式，我们可以有效地缩短物质陈化的时间和提高陈化的效率。
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液哨式超声反应器
与其它反应器的区别在于: 它是在介质内由射流 冲击簧片产生超声波, 电磁式则是从外部把换能 器产生的超声波引入介质内, 反应器内声强可以 通过改变射流形状来调节 主要用于含油废水的乳化和均化
8Leabharlann 清洗槽式超声反应器（一）工程学方面的应用：水下定位与通 讯、地下资源勘查等。 （二）生物学方面的应用：剪切大分子、 生物工程及处理种子等。 （三）诊断学方面的应用：A型、B型、M 型、D型、双功及彩超等。 （四）治疗学方面的应用：理疗、治癌、 外科、体外碎石、牙科等。
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超声降解技术的发展历史
1895年, Thormycroft和Barnaby观察到潜水艇螺旋桨凹 陷被侵蚀时发表了第一个关于空化的报告。
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平行板式超声波反应器
两块平行金属板上都镶嵌有 换能器, 分别产生频率为 20 kHz 和 16 kHz 的超声波 矩形空间内的超声声强是单 一金属板发射的超声声强的 两倍以上
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超声降解技术作用机理
超声降解技术的几个重要概念
1.空化现象的产生
P0
P0
密 实 相
P
密 稀疏相 实 相
P
静压力P0平衡 处于稳定状态
超声波降解技术原理及应用
目录
背景介绍
超声降解技术机理
超声降解技术的影响因素
超声降解技术的应用
总结与展望
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背景介绍
超声波的概念、特点及运用 次声波（频率<20HZ） 声波（ 20HZ <频率<20/16KHZ） 超声波（50MHZ>频率>20/16KHZ ）
超声波原理与应用
超声波提取原理与特点超声波提取是利用超声波具有的机械效应，空化效应和热效应，通过增大介质分子的运动速度、增大介质的穿透力以提取生物有效成分。
机械效应超声波在介质中的传播可以使介质质点在其传播空间内产生振动，从而强化介质的扩散、传播，这就是超声波的机械效应。
超声波在传播过程中产生一种辐射压强，沿声波方向传播，对物料有很强的破坏作用，可使细胞组织变形，植物蛋白质变性；同时，它还可以给予介质和悬浮体以不同的加速度，且介质分子的运动速度远大于悬浮体分子的运动速度。
从而在两者间产生摩擦，这种摩擦力可使生物分子解聚，使细胞壁上的有效成分更快地溶解于溶剂之中。
空化效应通常情况下，介质内部或多或少地溶解了一些微气泡，这些气泡在超声波的作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡由于定向扩散（rectieddiffvsion）而增大，形成共振腔，然后突然闭合，这就是超声波的空化效应。
这种气泡在闭合时会在其周围产生几千个大气压的压力，形成微激波，它可造成植物细胞壁及整个生物体破裂，而且整个破裂过程在瞬间完成，有利于有效成分的溶出。
热效应和其它物理波一样，超声波在介质中的传播过程也是一个能量的传播和扩散过程，即超声波在介质的传播过程中，其声能不断被介质的质点吸收，介质将所吸收的能量全部或大部分转变成热能，从而导致介质本身和药材组织温度的升高，增大了药物有效成分的溶解速度。
由于这种吸收声能引起的药物组织内部温度的升高是瞬间的，因此可以使被提取的成分的生物活性保持不变。
此外，超声波还可以产生许多次级效应，如乳化、扩散、击碎、化学效应等，这些作用也促进了植物体中有效成分的溶解，促使药物有效成分进入介质，并于介质充分混合，加快了提取过程的进行，并提高了药物有效成分的提取率。
超声波提取的特点超声波提取时不需加热，避免了中药常规煎煮法、回流法长时间加热对有效成分的不良影响，适用于对热敏物质的提取；同时，由于其不需加热，因而也节省了能源。
超声波在污水处理中的应用
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
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。
超声技术降解水中有机污染物
对于现有的污水处理厂，可以通过引入超声波降解技术，提高有机污染物的去除效率，降低出水中的污染物浓度，从而满足更严格的环保标准。
超声波降解技术可以用于快速检测水体中的有机污染物。通过将水样与超声波接触一定时间，可以观察有机污染物的降解速率和程度，从而判断水体中污染物的种类和浓度。
快速检测
产生方式
广泛应用于医学、工业、环保等领域。
应用领域
传播方式
以波动的形式传播，具有衍射和干涉等特性。
穿透能力和方向性
与波长、频率和介质有关，具有较好的方向性。
能量密度
随着频率的增加而增加，能量密度与振幅的平方成正比。
超声波在液体中产生空化气泡，这些气泡在声场中迅速生长和崩溃，产生瞬间的高温高压，有利于有机污染物的降解。
实验数据
实验结果表明，超声波技术能够有效降解水中的有机污染物，降解产物主要为小分子物质，如二氧化碳和水等。
结果分析
讨论内容：结果讨论部分主要对实验结果进行深入分析和解释，探讨超声波降解有机污染物的机理和影响因素。
超声技术降解水中有机污染物的应用前景
04
污水处理
超声波能够通过产生空化效应，破坏有机污染物的分子结构，将其分解为小分子和无害物质，从而达到降解有机污染物的目的。这种方法在污水处理领域具有广泛的应用前景，可以有效降低污水中的有机污染物浓度，提高水质。
超声技术降解水中有机污染物
汇报人：
2024-01-06
引言超声技术原理超声技术降解水中有机污染物的实验研究超声技术降解水中有机污染物的应用前景结论与展望
目录
引言
01
ห้องสมุดไป่ตู้
水中有机污染物种类繁多，包括农药、染料、内分泌干扰物质等，对水生生物和人类健康造成严重威胁。
污水处理中的超声波氧化技术应用
污水处理中的超声波氧化技术应用近年来，随着人口的增加和工业的发展，污水处理问题已经成为全球环境保护的热点。
而在污水处理过程中，超声波氧化技术作为一种新兴的技术手段，被广泛应用于污水的净化和处理中。
本文将从以下几个方面详细介绍超声波氧化技术在污水处理中的应用。
一、超声波氧化技术的原理超声波氧化技术是利用超声波的高能量和高频振动作用于液体，产生局部高温和高压区域，使污染物发生氧化分解的一种技术。
超声波的高频振动可以有效破坏有机物的化学键，使其分解为无机物或较稳定的有机物。
同时，超声波振动也可以加速氧化剂和污染物之间的反应速率，提高氧化效果。
二、超声波氧化技术在污水处理中的应用1. 污染物的降解：超声波氧化技术可以有效降解废水中的有机物和大分子有机污染物。
超声波振动作用于污水中的污染物，使其发生氧化分解，降低水中的COD和BOD等指标，提高水的处理效果。
2. 溶解氧的增加：超声波振动可以加速氧气在水中的溶解。
在污水处理过程中，溶解氧对于细菌的生长有着重要的影响，提高溶解氧含量可以促进好氧微生物的代谢活性，加速废水中有机物的降解。
3. 污泥的降解：在传统的污水处理过程中，产生的污泥需要进行处理和处置。
而超声波氧化技术可以有效降解污泥中的有机物，减少污泥的产生量，降低处理成本。
4. 细菌的灭活：超声波氧化技术还可以通过破坏微生物细胞壁，从而实现对细菌的灭活。
在废水处理过程中，通过超声波氧化技术可以有效抑制细菌的生长，减少细菌对处理效果的影响。
5. 水质的净化：超声波氧化技术可以有效去除水中的悬浮固体、颜料和重金属等有害物质。
通过超声波振动作用于水中的污染物，使其发生氧化分解，提高水的净化效果。
三、超声波氧化技术的优势和不足在污水处理中，超声波氧化技术具有以下优势：- 处理效率高：超声波氧化技术能够加快污染物的降解速率，提高处理效果。
- 反应时间短：超声波振动可以迅速破坏化学键，使污染物快速发生氧化分解。
- 操作简便：超声波氧化技术设备的运行维护较为简单，操作方便。
超声波处理对果蔬保鲜的效果研究
超声波处理对果蔬保鲜的效果研究引言：近年来，随着人们对食品质量和食品安全的要求不断提高，果蔬保鲜技术也得到了快速发展。
其中，超声波处理作为一种新的果蔬保鲜技术，备受关注。
本文将探讨超声波处理对果蔬保鲜的效果研究。
一、超声波处理原理及其作用机制超声波处理是通过声波的传导力和剪切力来改变生物体内部结构和理化性质的技术。
其作用机制主要有以下几个方面：1. 细胞壁破裂：超声波的高频振动作用下，果蔬细胞壁的流体性增加，细胞壁变得脆弱，从而加速果蔬的贮藏性降解过程。
2. 酶活性调控：超声波处理可使果蔬细胞内酶活性发生变化，调控果蔬中氧化酶、蛋白酶、淀粉酶等的活性，延缓果蔬的生理老化过程。
3. 微生物活性抑制：超声波处理能够破坏微生物的细胞膜结构，破坏其代谢功能，从而抑制果蔬中微生物的繁殖。
4. 营养物质均匀分布：超声波处理可以使果蔬内部的营养物质均匀分布，提高果蔬的味道和口感。
二、超声波处理对果蔬保鲜的影响1. 延缓果蔬的生理老化研究表明，超声波处理可以明显延缓果蔬的生理老化过程。
例如，对橙子进行超声波处理后，果实老化速度减慢，果肉保持鲜嫩多汁的状态时间更长。
这是由于超声波处理改变了果蔬内部细胞壁的结构和酶活性，从而减少水分蒸发和呼吸损失。
2. 提高果蔬的抗氧化能力超声波处理可刺激果蔬内部酶系统的活性，提高果蔬的抗氧化能力。
研究显示，超声波处理后的番茄叶片中抗氧化酶活性明显提高，抗氧化物质含量增加，从而减少果蔬的氧化损伤。
3. 减少果蔬中的微生物污染超声波处理不仅能够抑制果蔬中微生物的繁殖，还能够破坏果蔬上的微生物膜结构，彻底杀灭微生物。
研究发现，经过超声波处理的生姜片中菌落总数明显减少，保鲜效果显著提高。
4. 保持果蔬的口感和营养超声波处理可以促使果蔬内部的营养物质均匀分布，提高果蔬的口感和香味。
一项研究发现，经过超声波处理后的苹果，果肉中的果胶含量显著增加，口感更佳。
三、超声波处理对果蔬保鲜的应用前景超声波处理作为一种新兴的果蔬保鲜技术，在食品加工和企业中已经开始得到应用。
超声波降解水溶液中甲醛的研究
超声波降解水溶液中甲醛的研究
近年来，空气污染已成为一个全球性的危机。
其中，甲醛污染是严重的空气污染物，它属于有害污染物，其出现会对人体健康和环境产生潜在危害。
随着社会的发展和工业的进步，甲醛污染继续增加。
传统消减甲醛污染的方法之一是采用物理和化学技术进行水溶液中甲醛的降解。
超声波处理技术正在取得良好的研究成果，被广泛用于水溶液中有毒有害物质的降解。
超声波降解是一种有效的甲醛降解技术。
它采用高功率声场将外部能量转换为密度，其加热速度高，作用于水溶液中的溶质。
根据传统超声波的机理，由超声波的热效应而产生的热能有利于水溶液中有害物质的分解。
有研究显示，高强度超声波照射条件下，可使水溶液中的甲醛经过有效分解，有效地降低污染物含量。
超声波处理还可以通过凝集和回流等方式将降解后的污染物集中起来，进行有效的边界限制和处理，减少污染物的环境排放。
超声波降解技术可实现快速、低代价、彻底的污染物处理，特别是用于处理水体中小浓度污染物如甲醛时更具有一定优势。
甲醛一般具有较高的毒性，对人体健康和环境有害。
因此，有效消减水溶液中甲醛污染是关键。
超声波处理技术被认为是一种有效的污染物解决方案，它可以提供有效的、实用的、安全的和经济的甲醛水溶液降解能力。
目前，甲醛的超声波处理正在研发中，并且也开始应用于工业生产过程中，以期控制和减少其对环境和人类健康的不良影响。
超声波-高锰酸钾降解地下水中硝基苯的机理与效果
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超声波降解技术原理及应用ppt课件
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超声降解技术的发展历史
1895年, Thormycroft和Barnaby观察到潜水艇螺旋桨凹 陷被侵蚀时发表了第一个关于空化的报告。
r r 1
——起始半径时泡内的压力；
——空化泡在崩溃过程中受到的总压力； ——气高温度Ｔmin
Tmax
Pm r 1 Tmin Pg
Ｔmax——瞬态空化泡崩溃时泡内最高温度；
Ｔmin ——环境温度； Pg ——起始半径时泡内的压力。
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•
•
稳态空化和瞬态空化
稳态空化
只是发生一系列非线性 的振动，无崩溃现象
瞬态空化
产生崩溃现象，发出大量的热 量，产生局部高温高压极端环境
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2.自由基氧化
空化泡绝热崩溃时产生的高温高压(5500℃和 50662～101325kPa) 足以使H2O分子(水分子 中O-H键能为500kJ/mol)分解为〃H和〃 OH 自由基，两者又可结合生成H2O2 。
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超声技术机理
超声技术的三大作用机理
1.空化理论 2.自由基理论
3.超临界理论
1.机械剪切作用 2.絮凝作用
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其他作用机理
1.空化/热点理论
当频率在16kHz以上的超声波辐照液体时， 会使液相分子间的吸引力在疏松的负压周期 内被打破，形成空化泡，这一过程称为超声 空化。 • 生成的空化泡在随后声波正压相作用下，体 积在极短的时间内被压缩。在这时，空化泡 将产生两种不同的结果：稳态空化与瞬态空 化。
超声波技术在降解石炭酸废水中的应用
廊坊师 范学 院学报 （ 自然科学版）
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ａ ｇａ ｇＴ ａ ｈ ｒ Ｃ Ｈ ｇ （ ａｕａ Ｓｉ ｃ ｄｔ ｎ ｏ ｒ ａ ｏ ｎ ｆｎ ｅｃ ｅｓ ｏ ｅ ｅ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎ ｅＥ ｉｏ ） Ｌ ｅ ｉ
Ｊ ｎ． ０１ ｕ ２ ２
结构 ， 达到 较好 的降解 效果 。 酚类化 合物 常作 为工业 生产废 水排 放到 自然环
１ 实验 仪 器 和试 剂
紫 外 分 光 光 度 计 （ ｈ ｒ ５ ０ ， ５ Ｅ Ｔ ｅｍｏ ＵＶ ０ ） ＫＱ ２ ０
型超 声 波 发 生 器 ， 携 式 Ｄ 测 量 仪 （ ＡＣ ｅ— 便 Ｈ Ｈ Ｈ Ｓｎ
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解速度快、 适用范围广 、 可以单独或与其它水处理技
术联合使 用 ， 是一 种很 有 发 展 潜力 和应 用 前 景 的技 术 。超 声处 理作为 一 种 清 洁 的水 污 染处 理 技 术 ， 源 于空化效 应 ， 声 波产 生 的物 理 能使 溶 液 产生 空 化 超 泡， 当空化 泡破裂 时局部 释放 出巨大 的能量 ， 随着 伴 强烈 的冲击 波和微 射流 等极 端条件 ， 使水 溶液 电离 ， 产 生游离 的 ＯＨ、 自由基等 氧 化性 强 的物 质 ， 些 Ｏ 这 自由基与 产生 的能量 结合破 坏石 炭酸有 机物 的分 子
超声波在污水处理中的应用
超声波在污水处理中的应用超声波在污水处理中具有广泛的应用前景。
它被广泛应用于污水处理过程中的悬浮物去除、气泡生成温和泡清除等方面。
以下是超声波在污水处理中的应用的详细介绍。
1. 悬浮物去除超声波可以通过产生高强度的空化效应来破坏悬浮物的结构，从而使其沉降速度加快。
超声波作用下，悬浮物颗粒表面产生剪切力，使其与水中其他颗粒相互碰撞，从而促进悬浮物的沉降。
此外，超声波也可以改变悬浮物的表面电荷，使其更易于沉降。
因此，超声波可以有效地去除污水中的悬浮物，提高污水处理的效率。
2. 气泡生成超声波可以通过空化效应在液体中产生大量弱小气泡。
这些弱小气泡具有较大的比表面积和较长的存留时间，可以提供更多的接触界面，从而增强气体与液体之间的传质和反应。
在污水处理中，气泡生成可以用于增氧、气浮和脱气等过程。
例如，在增氧过程中，超声波可以将氧气溶解到水中，提供更多的氧气供微生物呼吸，从而促进有机物的降解。
3. 气泡清除超声波可以通过产生高强度的空化效应来清除液体中的气泡。
在污水处理过程中，气泡的存在会影响气浮效果温和泡脱附。
超声波作用下，气泡受到空化效应的破坏，从而迅速消失。
这样可以提高气浮效果，减少气泡对设备的阻塞和脱附难点。
4. 超声波与其他技术的结合应用超声波可以与其他污水处理技术相结合，提高处理效果。
例如，超声波可以与臭氧氧化、紫外线消毒等技术相结合，形成复合处理方法，提高污水处理的效率和水质。
此外，超声波还可以与高级氧化技术相结合，如超声波/臭氧氧化、超声波/过氧化氢氧化等，用于处理难降解有机物和重金属污染物。
综上所述，超声波在污水处理中具有广泛的应用前景。
它可以用于悬浮物去除、气泡生成温和泡清除等方面，提高污水处理的效率和水质。
此外，超声波还可以与其他污水处理技术相结合，形成复合处理方法，进一步提高处理效果。
随着超声波技术的不断发展和完善，相信其在污水处理中的应用将会越来越广泛。
超声波在污水处理中的应用
超声波在污水处理中的应用引言概述：超声波技术作为一种高效、环保的处理技术，在污水处理领域得到了广泛应用。
本文将探讨超声波在污水处理中的应用，包括其原理、优势、应用范围和未来发展趋势。
一、超声波技术原理1.1 超声波的产生：超声波是指频率高于20kHz的声波，其产生主要通过压电效应或者磁电效应。
1.2 超声波的传播：超声波在水中传播时，会引起水份子的振动和碰撞，从而产生热量和化学反应。
1.3 超声波的作用：超声波可以破坏细菌、病毒等微生物的细胞膜，促进化学反应速率，提高污水处理效率。
二、超声波在污水处理中的优势2.1 高效性：超声波可以快速破坏微生物细胞膜，加速化学反应速率，提高污水处理效率。
2.2 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。
2.3 节能性：超声波处理污水的能耗较低，节约了能源资源。
三、超声波在污水处理中的应用范围3.1 污水预处理：超声波可以用于污水的初级处理，去除大颗粒物质和悬浮物。
3.2 污泥处理：超声波可以促进污泥的降解和厌氧消化，提高污泥处理效率。
3.3 污水再生利用：超声波可以净化废水，使之符合再利用标准，实现资源循环利用。
四、超声波在污水处理中的未来发展趋势4.1 技术创新：超声波技术将不断创新，提高处理效率和稳定性。
4.2 应用拓展：超声波技术将在污水处理领域得到更广泛的应用，包括工业废水处理、城市污水处理等。
4.3 环保意识：随着环保意识的增强，超声波技术将成为污水处理的主流技术，推动污水处理行业的发展。
五、结论超声波技术作为一种高效、环保的处理技术，在污水处理中具有广阔的应用前景。
随着技术的不断创新和应用范围的拓展，超声波将在污水处理领域发挥越来越重要的作用，为实现清洁环境和可持续发展做出贡献。
超声波降解多糖原理
超声波降解多糖原理
超声波是一种机械波，其频率超过人类能够听到的上限，通常被定义为20千赫兹（kHz）。
超声波在化学和生物学领域被广泛应用，其中包括超声波降解多糖。
超声波降解多糖的原理涉及到声波的机械效应和声波引发的化学效应。
首先，超声波的高能量会产生剧烈的声波振动，这种振动可以引起液体中的微小气泡形成和崩裂，从而产生所谓的声波空化效应。
这些气泡的形成和崩裂会导致局部的极端条件，如高温和高压，产生所谓的“热点”，这些“热点”可以导致多糖分子的断裂和降解。
其次，超声波还可以引起液体中的物理和化学变化。
例如，声波振动可以增加溶剂的表面积，促进多糖分子与其他物质的接触，从而加速化学反应。
此外，声波振动还可以导致溶剂内部的局部温度和压力的变化，从而影响多糖分子的构象和稳定性，促进多糖的降解。
总的来说，超声波降解多糖的原理是利用声波的机械效应和化学效应，通过声波振动引起的物理和化学变化来促进多糖分子的断
裂和降解。
这种方法具有操作简便、反应速度快、无需添加化学试剂等优点，在食品工业、医药工业和环境保护等领域有着广泛的应用前景。
超声波在污水处理中的应用
超声波在污水处理中的应用超声波在污水处理中具有广泛的应用，可以用于去除悬浮物、杀灭细菌、降解有机物等。
下面将详细介绍超声波在污水处理中的应用及其标准格式的文本。
1. 超声波去除悬浮物超声波可以通过产生高频振动来去除污水中的悬浮物。
当超声波波束传播到污水中时，会产生强大的声波压力，使悬浮物颗粒发生剧烈的振动和碰撞，从而实现悬浮物的去除。
超声波去除悬浮物的标准格式文本如下：超声波去除悬浮物的方法是利用超声波的高频振动作用，通过声波压力使悬浮物颗粒发生剧烈振动和碰撞，从而实现悬浮物的去除。
实验结果表明，超声波去除悬浮物的效果显著，可以达到XX%的去除率。
具体操作步骤为：将超声波发生器连接到污水处理设备，调节超声波功率和频率，使其适应不同污水处理需求。
在实际应用中，可以根据污水处理设备的尺寸和处理能力进行超声波的设置和调整。
超声波去除悬浮物的应用范围广泛，可以应用于工业废水、城市污水等不同领域的污水处理。
2. 超声波杀灭细菌超声波还可以用于杀灭污水中的细菌。
超声波的高频振动可以破坏细菌的细胞结构，使其失去活力并死亡。
超声波杀灭细菌的标准格式文本如下：超声波杀灭细菌的方法是利用超声波的高频振动作用，通过破坏细菌的细胞结构，使其失去活力并死亡。
实验结果表明，超声波杀灭细菌的效果显著，可以达到XX%的杀菌率。
具体操作步骤为：将超声波发生器连接到污水处理设备，调节超声波功率和频率，使其适应不同细菌的杀灭需求。
在实际应用中，可以根据污水处理设备的尺寸和处理能力进行超声波的设置和调整。
超声波杀灭细菌的应用范围广泛，可以应用于食品加工、医疗卫生等不同领域的污水处理。
3. 超声波降解有机物超声波还可以用于降解污水中的有机物。
超声波的高频振动可以破坏有机物的化学键，使其分解成较小的分子，从而降低有机物的浓度。
超声波降解有机物的标准格式文本如下：超声波降解有机物的方法是利用超声波的高频振动作用，通过破坏有机物的化学键，使其分解成较小的分子，从而降低有机物的浓度。
超声波在污水处理中的应用
超声波在污水处理中的应用一、引言污水处理是保护环境和人类健康的重要工作。
随着科技的不断进步，超声波技术被广泛应用于污水处理领域，以提高处理效率和降低成本。
本文将详细介绍超声波在污水处理中的应用，并探讨其原理和效果。
二、超声波在污水处理中的原理超声波是一种频率高于人耳能听到的声波，其频率通常在20kHz以上。
超声波在污水处理中的应用基于其能产生机械振动和弱小气泡的特性。
当超声波传播到液体中时，会产生强大的声波压力，并形成液体中的空穴。
这些空穴在瞬间崩溃时会产生剧烈的冲击波和高温高压，从而实现对污水中有机物和微生物的破坏和去除。
三、超声波在污水处理中的应用方式1. 超声波氧化法：通过超声波的机械振动和氧化作用，可以将污水中的有机物氧化为无机物，从而降低污水的有机负荷。
这种方法对于高浓度有机废水的处理效果显著，能够大幅度提高处理效率。
2. 超声波消毒法：超声波的高频振动能够破坏细菌和病毒的细胞结构，从而实现对污水中微生物的消毒作用。
与传统的消毒方法相比，超声波消毒法具有速度快、效果好、无需添加化学药剂等优点。
3. 超声波过滤法：利用超声波的机械振动作用，可以改善污水中悬浮固体的沉淀性能，提高过滤效率。
这种方法适合于处理含有悬浮固体颗粒较多的污水，如工业废水处理中的颗粒物过滤。
四、超声波在污水处理中的效果1. 提高处理效率：超声波的机械振动和氧化作用能够快速分解和去除污水中的有机物，从而提高处理效率。
研究表明，超声波处理后的污水COD（化学需氧量）去除率可达到80%以上，显著优于传统处理方法。
2. 降低运营成本：超声波处理不需要添加昂贵的化学药剂，减少了处理过程中的运营成本。
此外，超声波处理还能够减少处理设备的阻塞和腐蚀，延长设备的使用寿命，进一步降低了维护成本。
3. 环保节能：超声波处理过程中无需加热，减少了能源消耗和二氧化碳排放。
与传统的热处理方法相比，超声波处理对环境的影响更小，更符合可持续发展的要求。
超声响应降解材料
超声响应降解材料
超声响应降解材料是一种具有广泛应用前景的新型材料，它具有特殊的超声响应性能，可以在超声波的作用下发生降解反应。
这种材料可以用于环境污染治理、医学领域以及材料科学等众多领域。
在环境污染治理方面，超声响应降解材料可以应用于废水处理。
传统的废水处理方法存在处理效率低、耗时长等问题，而超声响应降解材料的出现改变了这一状况。
当超声波作用于废水中的超声响应降解材料时，材料会发生降解反应，将有害物质转化为无害物质，从而达到净化废水的目的。
这种方法不仅处理效率高，还能够节约能源和减少化学药剂的使用。
在医学领域，超声响应降解材料可以用于药物传递和治疗。
通过将药物包裹在超声响应降解材料中，可以实现药物的定向传递和控释。
当超声波作用于材料时，材料会发生降解反应释放药物，从而达到治疗的效果。
这种方法可以减少药物的副作用，提高治疗效果，并且具有较好的生物相容性。
在材料科学领域，超声响应降解材料可以应用于智能材料的制备。
智能材料是一类具有响应性能的材料，能够对外界刺激做出特定的响应。
超声响应降解材料通过响应超声波的作用，可以实现智能材料的制备。
这种材料具有可降解性和可重复制备性，能够在不同环境下实现多种功能。
超声响应降解材料是一种具有广泛应用前景的新型材料。
它在环境污染治理、医学领域以及材料科学等方面都有重要的应用。
未来，随着技术的不断发展，超声响应降解材料将会发挥更大的作用，为人类的生活和环境带来更多的益处。
超声技术在降解药物活性化合物中的应用
超声技术在降解药物活性化合物中的应用
刘晨;陈云嫩;郭琳;李畅
【期刊名称】《工业水处理》
【年(卷),期】2018(038)009
【摘要】超声降解技术是一种新型的氧化技术,该技术利用超声波的空化作用、声致自由基氧化和超临界水氧化强化污染物降解反应的进行,通过反应产生的强氧化
性自由基——羟基自由基(·OH)对药物活性化合物进行羟基化、脱卤、去甲基化、脱羧、脱氨等作用,将其氧化成无毒害物质.从超声降解药物活性化合物的作用机理、主要影响因素及超声与其他水处理技术联用方面进行综合性阐述,并指出超声技术
在今后大规模化应用中需解决的问题和发展方向.
【总页数】5页(P12-16)
【作者】刘晨;陈云嫩;郭琳;李畅
【作者单位】江西理工大学江西省矿冶环境污染控制重点实验室,江西赣州341000;江西理工大学江西省矿冶环境污染控制重点实验室,江西赣州341000;江
西理工大学江西省矿冶环境污染控制重点实验室,江西赣州341000;江西理工大学
江西省矿冶环境污染控制重点实验室,江西赣州341000
【正文语种】中文
【中图分类】X703
【相关文献】
1.超声波技术在降解水体污染物中的应用研究 [J], 蔡春芳
2.HPLC-MS-NMR联用技术及其在天然药物活性成分研究中的应用进展 [J], 陈执中
3.超声波技术与方法在有机磷农药废水降解中的应用研究 [J], 朱杰;张静;高梅
4.报告基因法在生物技术药物活性检测中的应用 [J], 牛安娜;苏昕;张晓鹏
5.微波萃取技术在三萜类化合物提取中的应用微波萃取技术在三萜类化合物提取中的应用 [J], 徐逸凡;杨志空;孟煜嘉;王艳妮;韩伟
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水分子离解
Ｈ2Ｏ → Ｈ· + ＨＯ· Ｈ· + Ｈ·→ Ｈ2 Ｈ· + Ｏ2→ ＨＯ2· ＨＯ2· + ＨＯ2· → Ｈ2Ｏ2 + Ｏ2 ＨＯ· + ＨＯ· → Ｈ2Ｏ2 Ｈ· + ＨＯ· → Ｈ2Ｏ Ｈ· + Ｈ2Ｏ2 → Ｈ2Ｏ + ＨＯ· Ｈ· + Ｈ2Ｏ2 → Ｈ2 + ＨＯ2· ＨＯ· + Ｈ2Ｏ2 → Ｈ2Ｏ + ＨＯ2· ＨＯ· + Ｈ2 → Ｈ2Ｏ + Ｈ·
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3.超临界氧化
当温度和压力分别超过水分子的临界温度374℃和临界压 力22MPa时，水分子处于超临界状态，称为超临界水。
水的理化性质如粘度、电导率、离子活度积、溶解性、密 度和热容在超临界区发生突变，因此具有低的价电常数、 高的扩散性和快的传输能力，具有良好的溶剂化特性。 此时，超临界水能与非极性物质，如烃类互溶，也能与空 气、二氧化碳和氮气等气体完全互溶。超临界水的这些特 殊性质使它成为一种理想的反应介质，有利于大多数化学 反应速率的提高。
微波超声（频率> 50MHZ）
3
超声波的概念、特点及运用
超声与传声介质的相互作用适中，易于携带有关传声 介质状态的信息，因此可以作为探测与负载信息的媒 介（如B超等用作诊断）
超声波同时又是一种能量形式，当其强度超过一定值 时，它就可以与传播介质发生相互作用，影响、改变 甚至破坏介质的状态、性质及结构（用作治疗）
P=Pus-P0
大量不同粒径的空化核
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空化现象的产生
在液体内部局部压力降低时，液体内部或液固 交界面上蒸气或气体，进入空穴(空泡)，从而 形成不同大小的气泡的过程，称为空化(现象) 的产生。
13
空化现象图示
空化气泡
14
2. 空化阈
使液体产生空穴的最低声强或声压幅称为空化阀。
P=Pus-P0 当P=0时，即Pus=P0
有机污染物超声降解技术
学院：动机 专业：动力工程 姓名：杨学才 学号：2015282080102
目录
背景介绍
超声降解技术机理
超声降解技术的影响因素
超声降解技术的应用
总结与展望
2
背景介绍
超声波的概念、特点及运用 次声波（频率<20HZ） 声波（ 20HZ <频率<20/16KHZ） 超声波（50MHZ>频率>20/16KHZ ）
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平行板式超声波反应器
两块平行金属板上都镶嵌有 换能器, 分别产生频率为 20 kHz 和 16 kHz 的超声波 矩形空间内的超声声强是单 一金属板发射的超声声强的 两倍以上
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超声降解技术作用机理
超声降解技术的几个重要概念
1.空化现象的产生
P0
P0
密 实 相PFra bibliotek密 稀疏相 实 相
P
静压力P0平衡 处于稳定状态
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•
•
3.声能密度
声能密度(w/cm3,)是指单位体积溶液被施加的 超声能量,是影响降解速度与反应器设计的一 个重要参数。 一般来说,降解速度随声能密度增加而增大。
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4.声压振幅
声压振幅也是常被用来表征超声的物理参数。 声强和声压振幅的平方成正比,声压振幅直接 影响超声反应器输入到反应体系的声功率大 小和声化效果。 研究发现超过一定范围增大声压振幅时声化 效果反而降低，可能是因为声压振幅值过高, 声源附近发生空化的空化密度将变得很大,阻 碍了超声能量向反应液体中传递
•
18
瞬态空化
当激励声压较大时,气泡运动就几乎完 全两样了。 +
P+US
P
US
P+US
P+US
瞬态空化示意图
19
瞬态空化
图2 气泡的形成、成长与崩溃
20
瞬态空化
Nolfingk和Neppiras ―热点”理论可得：
(1)空化泡内最大压力
Pmax
Pｇ
Pｍ r
Pｍａｘ——空化泡内最大压力；
Pm r 1 Pg Pg
Ｏ2 → 2Ｏ· Ｈ· + Ｏ2 → ＨＯ· + Ｏ· Ｏ· + Ｈ2 → ＨＯ· + Ｈ· Ｏ· + ＨＯ2· → ＨＯ· + Ｏ2 Ｏ· + Ｈ2Ｏ2 → ＨＯ· + ＨＯ2·
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有机物存在的解离
Ｒ + ＨＯ· → Ｐ1(产物) Ｒ + Ｈ· → Ｐ2 Ｒ + ＨＯ2· → Ｐ3 Ｒ + Ｏ· → Ｐ4 Ｒ → Ｐ5
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超声技术机理
超声技术的三大作用机理
1.空化理论 2.自由基理论
3.超临界理论
1.机械剪切作用 2.絮凝作用
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其他作用机理
1.空化/热点理论
当频率在16kHz以上的超声波辐照液体时， 会使液相分子间的吸引力在疏松的负压周期 内被打破，形成空化泡，这一过程称为超声 空化。 • 生成的空化泡在随后声波正压相作用下，体 积在极短的时间内被压缩。在这时，空化泡 将产生两种不同的结果：稳态空化与瞬态空 化。
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氮气存在的解离
Ｎ2 → 2Ｎ· ＨＯ· + Ｎ· → ＮＯ+Ｈ· ＨＯ· + ＮＯ → ＨＮＯ2 ＨＯ· + ＮＯ → ＮＯ2 + Ｈ· 2ＨＯ2 + Ｈ2Ｏ2 → ＨＮＯ2 + ＨＮＯ3 Ｈ· + Ｎ· → ＮＨ ＮＨ + ＮＨ → Ｎ2 + Ｈ2 Ｏ2 + Ｎ· → ＮＯ + Ｏ·
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氧气存在的解离
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瞬态空化
•
上式估计计算得到的高温和高压分别可达5500℃和 50662～101325kPa。 这样，处于正常温度与压力的液体环境中就产生了异 常的高温高压，即形成所谓的“热点”，这就是所说 的“热点理论”。 在气泡被压缩到极小之后，又有一个反弹，气泡极度 地变形，发生破裂，形成许多新的小气泡，并产生速 度约为110 m／ s 的具有强烈冲击力的微射流， 然后 该热点迅速冷却， 冷却速率可达109 K ／ s
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•
•
稳态空化和瞬态空化
稳态空化
只是发生一系列非线性 的振动，无崩溃现象
瞬态空化
产生崩溃现象，发出大量的热 量，产生局部高温高压极端环境
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2.自由基氧化
空化泡绝热崩溃时产生的高温高压(5500℃和 50662～101325kPa) 足以使H2O分子(水分子 中O-H键能为500kJ/mol)分解为〃H和〃 OH 自由基，两者又可结合生成H2O2 。
1895年, Thormycroft和Barnaby观察到潜水艇螺旋桨凹 陷被侵蚀时发表了第一个关于空化的报告。
1927年,Rechards和Loomis首次报道超声在化学和生物 方面加快反应速率的效应。
1950年,Noltingk和Neppiras对模拟空化气泡第一次用 计算机进行了计算。 1982年,Milino等人用自旋捕获和电子自旋共振谱(ESR) 验证了在水超声裂解中形成氢自由基和羟基自由基。
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其他机理
2.絮凝作用 超声波对混凝具有促进作用，这是因为当超声 波通过有微小絮体颗粒的液体介质时，其中的 悬浮粒子开始与介质一起振动，但由于大小不 同的粒子具有不同的振动速度，颗粒将相互碰 撞、粘合，体积增大，最后沉淀下来。 在超声波产生上述几种作用的同时，产生的冲 击波会对整个溶液起到充分的搅拌混合作用。
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频率增大
辐射时间（分） 聚苯乙烯降解与超声频率的关系
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2.声能强度
声能强度是指单位声波发射端面积在单位时间 内辐射至反应系统中的总声能。声能强度又称 超声功率强度,简称声功率 一般地，当超声波的频率一定时，超声波的强 度增加，超声化学效应也增强。但是，降解速 率随声强的增大存在一个极大值，当超过极大 值，降解速率随声强的增大而减小。
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超声反应器简介
清洗槽式 机电 （电磁）式 水处理超声 反应器 机械式 变幅杆式 平行板式 液哨式
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液哨式超声反应器
与其它反应器的区别在于: 它是在介质内由射流 冲击簧片产生超声波, 电磁式则是从外部把换能 器产生的超声波引入介质内, 反应器内声强可以 通过改变射流形状来调节 主要用于含油废水的乳化和均化
1.超声频率
事实表明，随着超声频率增高，空化过程会变得 难以发生。 可以这样理解：频率增高，则声波膨胀相时间变 短，空化核来不及增长到可产生效应的空化泡；
或即使空化泡形成、声波的压缩相时间也是很短 的，这些空化气泡溃陷所需要的时间比压缩半循 环所需要的时间将要长得多，空化泡可能来不及 发生崩溃。因此，频率增高将使空化效应变弱。
•
17
稳态空化
当在比较小的声压激发下，产生低于一个大气 压的声压，这些声压通常产生的空化为稳态空 化。 • 对于稳态空化，气泡以其平衡半径剧烈的非线 性振荡。 • 对于稳态空化，其气泡一般不发生激烈地崩溃 过程，当其非线性振荡较为强烈时，也会伴随 而来一些效应，如在气泡界面上，由于高速度 梯度引起的微射流，从而造成一定的粘滞应力 来影响附近存在的细胞或大分子。
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2.声能强度
• •
其原因为： 1.虽然声能强度越大，产生的空化核的数量越多，但是 只有崩溃空化核的数量才是有效的。当声能强度值达到 一定程度时，许多空化气泡不会崩溃，只是在做共振或 者上升到液面自行破灭，造成了能量的浪费。 2. 声强太高时，空化泡会在负压相长得过大而形成声屏 蔽，在随后的正压相不能瞬间完全崩溃，使系统可利用 的声场能量降低，降解速度反应而下降。 3.此外，声强过高时，会在振动表面处产生气泡屏，从 而导致声波衰减。