超聲波反應(yīng)器是指有超聲波引入并在其作用下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的容器或系統(tǒng)，它是實(shí)現(xiàn)聲化學(xué)反應(yīng)的場所一。目前用于水處理的超聲波反應(yīng)器可歸納為兩大類，一類是液哨式．它是利用機(jī)械辦法產(chǎn)生超聲波：另一類是利用機(jī)電效應(yīng)來產(chǎn)生超聲波，包括清洗槽式、變幅桿式、杯式和平行板式。近年來，超聲波在處理微污染水源、有機(jī)廢水、污泥發(fā)酵與脫水、飲用水殺菌、消毒以及工業(yè)用水的阻垢、除垢等方面的研究，已取得了較大的成果。
1.液哨式超聲波反應(yīng)器 
　　這種反應(yīng)器與其它反應(yīng)器的區(qū)別在于：它是在媒質(zhì)內(nèi)由射流沖擊簧片產(chǎn)生超聲波，而不是從外部把換能器產(chǎn)生的超聲波引入媒質(zhì)內(nèi)，反應(yīng)器內(nèi)聲強(qiáng)可以通過改變射流形狀來調(diào)節(jié)[2i。在水處理中，液哨式反應(yīng)器主要用于含油廢水的乳化和均化。1960年，Singiser等人采用不同的超聲源分別對礦物油和水、花生油和水及紅花油和水進(jìn)行超聲乳化，結(jié)果表明，用液哨處理的效果，比其它壓電超聲換能器處理的效果都要好。 
2 .清洗槽式超聲波反應(yīng)器 
　　普通的清洗槽是將一組并聯(lián)的壓電換能器置于清洗槽底部，槽內(nèi)注人水等耦合液，然后將反應(yīng)容器置于耦合液中。這類反應(yīng)器價廉易得，操作簡單方便， 目前實(shí)驗(yàn)室中大部分的聲化學(xué)反應(yīng)都是用它來進(jìn)行的。 
　　這類反應(yīng)器在工業(yè)應(yīng)用上有一些缺點(diǎn)：第一，反應(yīng)容器與藕合液之間的聲阻抗差別很大，聲波反射極為嚴(yán)重，在玻璃反應(yīng)器中，以水為藕合液時，其反射率高達(dá)70％；第二，清洗槽內(nèi)的聲強(qiáng)較小，一般不超過5 W／cm ：第三，反應(yīng)器的效率與反應(yīng)容器的形狀以及反應(yīng)容器置于耦合液中的深度有關(guān)，因而試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性較差；第四，反應(yīng)過程中耦合液會因吸收超聲波的聲能而溫度升高，因而不易控制反應(yīng)溫度。鑒于以上缺點(diǎn)，在實(shí)際的大規(guī)模水處理施中．為了獲得更好的超聲處理效果，我們必須采用其它類型的超聲波反應(yīng)器。目前，清洗槽式超聲波反應(yīng)器主要應(yīng)用于工業(yè)清洗．與其它清洗方法相比，超聲波清洗具有清洗時間短、殘留物少、清洗效果好的優(yōu)點(diǎn)。 
3 .變幅桿式超聲波反應(yīng)器 
　　這是一種很有效的聲化學(xué)反應(yīng)器，變幅桿能使超聲波能量集中在較小的輻射面上，在超聲輻射端面上可以獲得數(shù)百W／cm 的聲強(qiáng)．且探頭發(fā)射功率一般是連續(xù)可調(diào)的。這種反應(yīng)器有以下優(yōu)點(diǎn)：聲能利用率高，且由于變幅桿的聚能作用，聲能密度大大提高：可以連續(xù)改變功率以優(yōu)化反應(yīng)條件，并能根據(jù)聲能密度的大小精確設(shè)計(jì)反應(yīng)器。為了解決一些反應(yīng)器只能間歇運(yùn)行的缺點(diǎn)，有人設(shè)計(jì)出了變幅桿浸入式流動槽反應(yīng)器，這種反應(yīng)器可以連續(xù)運(yùn)行。Jorg Hofmann等利用這種反應(yīng)器研究了超聲功率、變幅桿直徑和變幅桿浸入深度等條件對苯基硫脲轉(zhuǎn)換程度的影響。A．Kotronarou的研究表明：，這種反應(yīng)器因?yàn)榘l(fā)射超聲波的探頭直徑較小(一般為10～30 mm)，聲波輻照表面積小．能量效率較低，其實(shí)際應(yīng)用局限在地下水的處理方面。 
4 .杯式超聲波反應(yīng)器 
　　有人將變幅桿式反應(yīng)器與超聲波清洗槽相結(jié)合，得到杯式超聲波反應(yīng)器。與超聲清洗槽相比，杯式反應(yīng)器有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：能量密度較高，且能調(diào)節(jié)；頻率固定可以進(jìn)行更為定量和重復(fù)性實(shí)驗(yàn)；溫度控制比較精確。
　　與變幅桿式反應(yīng)器相比，杯式反應(yīng)器有一個重要優(yōu)點(diǎn)，即探頭表面被空化腐蝕掉的微小顆粒不會污染反應(yīng)液。Hepher M J等．6：于2000年設(shè)計(jì)了4種形狀的杯式聲化學(xué)反應(yīng)器，分別是圓柱型、圓錐型、帶有蠕動泵循環(huán)式圓柱塔型、帶有蠕動泵循環(huán)式圓錐塔型2002年．Prashant A等[7=將杯式聲化學(xué)反應(yīng)器與聲變幅桿反應(yīng)器相結(jié)合，設(shè)計(jì)出綜合了兩種反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)的雙頻反應(yīng)器。這種反應(yīng)器提高了超聲效應(yīng)和能量的利用率．加速了反應(yīng)速率。但與清洗槽式反應(yīng)器相似，杯式超聲波反應(yīng)器內(nèi)的聲強(qiáng)也較小．且盛反應(yīng)液的容器大小也會受到限制，因此，在大型的水處理設(shè)施中．杯式超聲波反應(yīng)器的應(yīng)用前景也不大。目前，這種反應(yīng)器也主要用于實(shí)驗(yàn)室中的水處理研究。 
5. 平行板近場型聲處理器 
　　平行板近場型聲處理器(Parallel plate near fieldacoustical processor，NAP)是美國Lewis公司開發(fā)的。該系統(tǒng)由一個矩形空間構(gòu)成，矩形空間上下兩塊平行金屬板上都鑲嵌有磁致伸縮換能器，分別由兩個不同的超聲發(fā)射源提供，產(chǎn)生頻率各自為20和16 KHz的超聲波。被處理液體從矩形空間的一端流人，另一端流出，當(dāng)液體流經(jīng)上下兩塊金屬板構(gòu)成的區(qū)域時，即會受到超聲波的輻射，矩形空間內(nèi)的聲強(qiáng)是單一金屬板發(fā)射的聲強(qiáng)的2倍以上。 
　　NAP最先被應(yīng)用在從原油中提取油料。MasonT J等_8‘采用金屬平板尺寸為3 ITI×5 ITI，平板間距為8 cm的大型NAP系統(tǒng)處理含油液體，其處理流量可達(dá)300 L／min。1998年，Thoma G等‘用NAP系統(tǒng)處理含苯和甲苯的廢水．流量在3～10 mL／min范圍內(nèi)，整個處理過程中以氧氣曝氣。試驗(yàn)結(jié)果表明，初始的質(zhì)量濃度為4～8 mg／L的苯和甲苯廢水經(jīng)聲強(qiáng)為0．65～3．6 W／cmz的NAP系統(tǒng)處理后，兩者的降解均呈一級反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)為0．002 7 ～0．037 min～。 
　　與上述的其它幾種超聲波反應(yīng)器相比．平行板近場型聲處理器中超聲聲強(qiáng)大．適用水質(zhì)廣泛，能夠大批量處理且可以進(jìn)行連續(xù)運(yùn)行．因此它的出現(xiàn)為超聲波水處理技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向較大規(guī)模的實(shí)際工業(yè)應(yīng)用提供了技術(shù)支持，其發(fā)展前景是最大的。 
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