超声波技术在污泥处理中的应用.pdf

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1、科技·探索·争I毫Sc科ience&技Tech视nology界Vision超声波技术在污泥处理中的应用张大志(北京中科国通环保工程技术有限公司，中国北京100041)【摘要】本文对超声波污泥处理机理进行了较详细的阐述，对国内外超声波污泥处理技术的实例进行了客观的分析和评价．并对超声波在污泥中的应用前景进行了展望。【关键词】超声波；污泥减量；预处理0引言超声波是指频率为2O～106kHz的声波自从1880年Curie发现压电效应，及1917年Langevin发现反压电效应(即电致伸缩效应)．半个多世纪以来，超声技术及其应用获得了极为广泛而令人瞩目的成就。超

2、声波用于工业较早。低强度的超声波通常用于测量流量．而超声波技术在环境工程中的研究和应用还处于早期发展阶段．在国外．早在1993年超声波技术就作为一种新的技术引入到水处理中Ⅲ．到目前为止已有大量实验室的基础研究成果．并有部分进入实际应用而国内，这方面开展的工作还非常有限将超声波用于污泥减量是一个全新的领域当一定强度的超声波作用于某一液体时，一般是在很高的声强下．特别是在低频和中频范围内，产生交替的压缩和扩张作用从而进一步产生空穴作用．在溶液中这个作用以微气泡的形成、生长和破裂来体现．以此压碎细胞壁．释放出细胞内所含的成分和细胞质，以便进一步降解超声波细胞处

3、理除了对污泥结构的破坏外，超声波还能改变微生物活性一定强器能加快细胞溶解，用于污泥回流系统时．可强化细胞的可降解性．减度的超声波可以促进酶活，加快微生物生长，提高其对有机物的分解吸少了污泥的产量；用于污泥脱水设备时．有利于污泥脱水和污泥减量收能力。线性超声波处理45min可以使啤酒酵母细胞生长对数期提前随着我国城镇污水处理行业近年来的快速发展．到2013年我国6h，而且细胞数提高近一倍，细胞干重也有较大提高其可能原因是超城镇污水厂已经有3000多座．按80％含水率计算．预计我国每年污泥声波产生的微冲击流改进了细胞内外的传质作用，从而加快有机质进的产生量会

4、达到3000多万吨．污泥处理是污水处理的一项重要部分．入细胞和代谢产物排出细胞的进程超声波加快膜传递的现象也被其通常泥量约为水量的1％一2％．但污泥处理在整个污水处理厂投资中他研究所证实。可溶性有机物的增加和细胞活性的增加共同作用．极约占40％一50％。不仅投资大，传统厌氧消化工艺还存在负荷低、安全大地加快了厌氧发酵速率。而且促进效应在超声波停止后数小时内依性要求高、运行管理难度大、运行经验缺乏等问题．这就使得部分运行然存在30--120min的超声波处理使厌氧发酵时间从22d降到8d．而管理水平较低的污水处理厂索性将消化池闲置．造成很大浪费且挥发性有机

5、物的去除率从45．8％提高到50．3％．同时沼气的产率提所以污泥的处理任重道远．改善污泥处理技术．减少污泥产量迫高了2．2倍也就是说短时间的超声波预处理可以大大缩短发酵时在眉睫。作为一项新的污泥处理技术，超声波具有无污染、高效率、操间，提高沼气产率，从而极大地降低投资和运行费用，并提高处理效率作简便等特点。常见的超声波设备有两种：探头式反应器与槽式反应然而过高强度的超声波可以破坏微生物细胞壁使细胞内的有机器(图1、图2)。探头式反应器声强高，反应容器可以做成各种形状饵作物释放出来例如0．144W／mL下处理120rain后污泥中64％的大肠杆用体积较小，

6、适宜于实验研究或小规模操作槽式反应器则更适于大菌被杀死[41，由于超声波效应在声波停止后数小时内依然存在．微生物规模生产的灭活给后续的生物处理造成很大困难目前．国内将超声波应用于污泥处理中的实例并不是很多．取得进展的主要有以下几个方面河北科技大学祁梦兰．郑自保等利用H202声化学氧化法处理靛蓝染料废水．并与Fenton氧化法进行比较．发现两种方法可以达到大致相同的处理效果．但H202声化学氧化法处理时间较短．仅10—20min．而Fenton氧化法反应时间则需120—140rain：H202声化学氧化法的H202投加量为5．5mg／L．而Fenton氧化

7、法的H202投加量为l3．8mL．为声化学氧化法的2．5倍。这说明超声波化学反应具有独特的作用．相应的降低了运行费用他们还对靛蓝染料废水进行了H202声化学氧化一间歇式活性污泥法处理．处理后出水水质符合1超声波在污泥处理中的应用现状GB8978—88《污水综合排放标准》中一级标准目国外对超声波污泥处理技术研究较多。如德国巴姆堡市污水厂．南京工业大学殷绚等采用超声波处理扬子石化污水处理厂提供的剩余污泥．观察超声处理时间以及声强对污泥结合水的综合影响．由于管网扩充和改造等原因．每天的污泥量相应增加．考虑到节约资金和提高效率等方面的问题．引进3台超声波污泥反应

8、器对污泥进行发现超声处理污泥在较低声强和较短时间范围内能够降低污泥的结预处理。一