焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的废水,受原煤性质、炼焦工艺、焦化产品回收等诸多因素的影响,其成分复杂多变,氨氮浓度及难降解有机物含量高,水质、水量变化大,传统生化处理工艺对氨氮和COD去除效果不理想,难以使出水稳定达标排放。因而寻找一种一级处理方法,首先将这些有毒性、难治理的惰性有机化合物进行分解是非常重要的。对超声波化学的研究始于1927年,那时在超声场中观察到许多化学反应。近年来,对声化学的研究主要集中在利用超声能量解决与水污染有关的问题,尤其是去除污水中的有毒、有害有机化合物。对于许多污染物而言,超声波过程对于彻底破坏或转化这些有机物有巨大的优势,而不是简单的从一种介质转移到另一种。本论文在综述了国内外焦化废水处理技术的基础上,提出了研究目的。以昆钢安宁焦化厂调节池原水、昆钢大板桥镇煤焦化有限公司隔油池后原水为对象,根据声化学相关计算自主设计制作超声反应器对焦化废水原水进行预处理。研究了超声空化效应对氨氮和CODcr的降解效果、氨氮降解的反应动力学,并采用HPLC分析了处理前后焦化废水中的主要有机组分。探讨了各种因素对氨氮和CODcr的降解效果的影响,并对反应器的处理成本进行了计算。具体内容如下：(1)超声空化效应对焦化废水中的氨氮和CODcr有不同程度的降解作用,超声功率、超声频率、反应液初始pH值、初始浓度都是对降解效果有影响的因素。氨氮的降解率与功率呈正相关；低频范围内氨氮降解率与频率呈正相关；中性偏碱性的pH值最有利于氨氮和CODCr的降解；氨氮的降解率随初始浓度的增加而降低。CODcr降解率变化趋势与影响因素变化的相关性不明显,GC-MS分析结果猜测超声空化效应仅改变了有机物的结构,并没有彻底将其降解为小分子物质。(2)曝气对焦化废水中氨氮和CODcr的降解效果影响明显。连续通入空气有利于超声降解,而曝气本身对氨氮和CODCr并无明显降解作用。超声空化降解焦化废水中有机物以·OH自由基氧化反应为主,通入空气可以增加反应液内的溶解氧含量,有助于空化泡内产生更多的·OH自由基,从而有利于废水中CODcr的降解。(3)在连续通入空气的情况下,超声-紫外光连续辐照180min,氨氮和CODcr的降解率分别达到了34.5%、30.7%。超声-紫外光辐照对氨氮和CODCr的降解效果略优于单独超声,而单独紫外对氨氮和CODCr并无明显降解作用。由高效液相色谱分析知超声空化对吡啶、苯酚、吲哚等有机物有较好的降解效果。(4)氨氮的超声空化降解反应服从二级反应动力学,高浓度表观速率常数K大于低浓度,说明超声空化效应对高浓度氨氮的降解效率更高。(5)所设计超声反应器处理能力5L,配300w功率超声发生器、250w气环式风机、175w紫外光高压汞灯,单独超声一次实验需电费0.36元；曝气同时超声-紫外光辐照一次实验需电费0.87元,处理成本过高。