超聲破解技術(shù)在污水污泥處理中的應(yīng)用研究.pdf

1、污水污泥是城市污水處理廠的副產(chǎn)物，其成分非常復(fù)雜，含有大量的有機(jī)物，如果不加以處理，會對環(huán)境造成二次污染。對污泥的處理主要包括去除有機(jī)物的“穩(wěn)定化”過程以及減小污泥體積的“脫水”過程。最常用的污泥穩(wěn)定化工藝是厭氧消化工藝，其“水解”過程是一個限速步驟，需要20天以上的時間，這是因?yàn)橛袡C(jī)物質(zhì)大多存在于污泥絮體結(jié)構(gòu)和細(xì)胞中，其結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，難以被破壞，因此，對污泥進(jìn)行破解具有重要的意義。
　　功率超聲對污泥的破解一方面使得污泥絮體和細(xì)

2、胞結(jié)構(gòu)被破壞，釋放出里面的有機(jī)物質(zhì)，提高了后續(xù)的消化過程的效率；另一方面，一定強(qiáng)度的超聲作用還可以釋放細(xì)胞內(nèi)部水分，促進(jìn)微小污泥顆粒的混凝，改善污泥的脫水性能。相比于其它破解技術(shù)，超聲破解還具有無二次污染、設(shè)備簡單、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，有著廣闊的發(fā)展前景。
　　本文通過物理實(shí)驗(yàn)對超聲破解污泥的過程進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)采用了工業(yè)應(yīng)用中常用的20kHZ的超聲頻率，在120W、240W、400W、720W、1000W五個不同功率的超聲作用60mi

3、n，結(jié)果表明：（1）考慮破解效果和能量消耗的綜合效果，720W是最佳功率選擇，其SCOD值從192mg/L增加到6186mg/L，破解程度達(dá)到60％以上，破解效果明顯。（2）通過對能量消耗 VE的考察，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng) VE超過6000kJ/L以后，破解效果的變化不再明顯，而且，在相同的能量消耗下，高強(qiáng)度加短作用時間的方式破解效果更好。（3）在120W超聲功率下作用60min后上清液濁度從39.3NTU下降到27.8NTU,上清液比率從0.2

4、5下降到0.1833；其它作用方式下，除了在240W作用的前10min內(nèi)，這兩個指標(biāo)有所降低外，其它都呈增長趨勢，這意味著在得到較好破解效果的同時，卻降低了污泥的脫水性能，因此，實(shí)際處理時，應(yīng)根據(jù)處理目的綜合考慮，選擇合適的處理?xiàng)l件。
　　超聲破解的主要動力是聲空化過程，本文建立了超聲空化氣泡動力學(xué)過程的數(shù)學(xué)模型，數(shù)值模擬結(jié)果表明，空化強(qiáng)度隨頻率增加而降低，隨驅(qū)動聲壓加大而增強(qiáng)，但過大的聲壓反而會導(dǎo)致空化強(qiáng)度降低，同時分析了反應(yīng)體