题目：超声-活性炭联合去除水中有机污染物的实验研究

随着现代工农业的迅猛发展，越来越多的有机物进入水源水体，水源水质不断恶化，相当多的水源水体呈现微污染状态。一般的工业和生活污水可以通过传统化工工艺加以处理，而难降解有毒性污水特别是具有三致作用(致癌、致畸、致突变)的有机废水，对环境和人类健康构成严重的威胁。因而探索研究水的高级处理方法和工艺，已成为国际上科技界关注的焦点问题。
本课题主要研究了将超声和活性炭催化氧化体系联合应用于有机废水的处理中。由于超声波特殊的物理化学效应，特别是超声空化所产生的高温高压能够促成许多在常规条件下无法发生的反应。在有机物降解方面，它集高级氧化、水相燃烧、超临界氧化等多种水处理技术于一身，且降解速度快、操作简单方便，可单独或与其它水处理技术联合使用，是一种极具发展潜力的新型水处理技术，具有良好的应用前景。活性炭对有机物具有强吸附性能和催化氧化性能，将二者有机结合起来应用于污水中有机物的去除，这样可以扬长避短，充分发挥各自所长克服各自的短处。
本人研究工作的内容及主要结论：
（1）用染色法和水听器法测量了反应器中空化场，并对其结果进行分析研究，获得了对空化场强弱分布一致的结果。
（2）空化效应所形成的强大剪切力和高温高压使水分子上的氢氧键断裂，产生氧化能力很强的·OH等自由基。基于此原理，采用静态实验方法，研究了甲基橙的超声降解效果及对其化学反应动力学进行了分析，证明此反应属于一级反应。
（3）研究了单频超声作用下，在不同超声波功率、频率、作用时间、pH值对甲基橙的降解效果的影响；
（4）对比了普通活性炭和负载金属活性炭在相同条件下对甲基橙去除效果，结果发现，负载金属活性炭催化氧化体系对甲基橙的处理效果要优于普通的活性炭。
（5）在超声频率为25kHz、电功率为40W、溶液酸碱度为3.0、温度为25℃处理时间为30min的条件下研究超声波—负载金属活性炭联合作用下甲基橙的去除率。  
结果表明，在超声波单独作用于模拟有机废水-甲基橙溶液时，降解效果不是很明显，对甲基橙降解率仅为31.4%；单独负载金属活性炭降解率达到72.8%。而将二者有机的结合起来，这样处理可以使甲基橙去除率达到91.1%,是单独超声（最佳条件）处理的2.9倍，是单独负载金属活性炭（最佳条件）处理的1.25倍。