[發明專利]一種基于掃頻雙頻超聲波技術降解有機磷農藥的方法

有效

• 申請號: 201110368049.9
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102398959A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 馬海樂;任曉鋒;王振斌;孫寶勝
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C02F1/36
• 分類號: C02F1/36;C02F101/30
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及農業環境及水體保護領域，涉及一種降解有毒害物質的方法，尤其涉及一種利用掃頻雙頻超聲波降解有機磷農藥的方法。

背景技術

頻率大于16?kHz的聲波稱為超聲波，超聲波能促進化學反應，頻率范圍16?kHz到1?mHz的超聲波輻射會引起介質發生復雜物理化學變化。據超聲波空化理論：超聲波空化形成空化泡在液體中表現為震蕩、生長、收縮和崩潰等一系列過程；空化泡在ns~us時間內快速破裂，瞬間產生約5500℃和5×10⁷~1.0×10^8?Pa高溫高壓；進入空化泡內部水體中可產生·H、O·和·OH自由基，進而生成·OOH和H₂O₂等高反應活性的微粒；在氣液界面區域形成超臨界水，該區域在空化泡破裂期間形成約1500℃、2.4×10^7?Pa的高溫高壓，可為化學反應提供另一相區。因此，形成了以自由基氧化、高溫高壓裂解和超臨界水氧化為主體的超聲波空化降解有害物質的體系。

當前，農業生產中農藥的不合理使用以及農藥生產企業廢水的不合理排放，導致大量的有毒害物質進入天然水體，嚴重破壞了生態環境，進而危害人類健康。目前，對有毒害污染物的處理主要包括生物降解、化學降解等技術。但是都存在處理過程復雜、耗能、易引起二次污染等缺點。近年來，越來越多的學者致力于高級氧化技術超聲波降解農藥廢水，并取得一定成效。但是，超聲波設備功能簡單，處理模式單一，超聲波設備以超聲波清洗機和聚能式超聲波為主，頻率單一且固定，不能充分發揮超聲波對目標物降解的作用。

掃頻超聲波其聲波圍繞中心頻率以特定的周期變化，使介質發生更為復雜的物理化學變化，產生能使目標物質降解的自由基和高溫高壓微環境，并且可對目標物質產生一種強有力的剪切作用。目前，掃頻超聲波降解有毒害物質方面降解的研究尚未見報道。本研究利用自創新型掃頻超聲波設備對樂果溶液進行處理，可通過頻率選擇、頻率組合及掃頻模式作用，增進對樂果的降解，取得良好效果。

發明內容

對于難降解有機磷類農藥污染物，采用掃頻多頻超聲波的方法進行降解，克服了單頻、定頻超聲波無法單獨有效低碳降解有害物質的缺點。

本發明的技術方案是：

一種基于掃頻雙頻超聲波技術降解有機磷農藥的方法，按照下述步驟進行：將4?L-14?L體積的有機磷農藥樂果水溶液置入超聲處理器，設定單頻掃頻或者雙頻掃頻的中心頻率和掃頻周期，進行超聲處理，處理時間為40?min-180?min，處理溫度為25?℃，超聲波功率為80?W（單頻）或者160?W（雙頻）

上述方案中所述的有機磷農藥樂果水溶液濃度為1.8?mg/L~5.4?mg/L。

上述方案中所述的單頻的不同的頻率為20?kHz~70?kHz，優選最佳降解頻率68?kHz。

本發明更優選在單頻最佳條件的基礎上，該頻率與其他頻率的雙頻組合降解農藥，其組合為：68kHz/22kHz、68?kHz/28?kHz、68?kHz/33?kHz、68?kHz/40?kHz或68?kHz/68?kHz，優選最佳頻率組合為68?kHz/68?kHz。

上述方案中所述的不同掃頻周期為100~900?ms。

本發明方法的有益效果：

（1）本方法盡大限度利用超聲波技術優勢降解有毒害污染物，達到高效、無二次污染、節約能源的優點；

（2）得出單頻超聲波條件下有害物質的降解條件；

（3）可通過該方法對1.8~5.4?mg/L和有機磷農藥進行降解；

（4）得出雙頻組合下降解有毒害污染物的最優條件，利用雙頻超聲波組合協同效應對有害污染物有機磷農藥進行降解。

附圖說明

?????圖1?掃頻多頻超聲波降解有害污染物的設備圖，1調節桿，2溫控水出口，3處理液區域，4超聲波上振板，5超聲波下振板，6溫控水入口，7溫控電阻，8電腦控制器，9超聲波發生器。

具體實施方式

本發明中有機磷農藥樂果的檢測按照《樂果液相色譜與氣相色譜檢測方法的比較》（林抗美，中國農學通報，2008.24(10):453-456）方法測定，樣品溶液經凈化處理后，直接高效液相色譜法測定，因此，能最大程度真實測定樂果真實濃度變化。