純水設(shè)備對(duì)超聲波處理污泥技術(shù)的研究
【純水設(shè)備http://m.creativeimagessc.com】隨著人口的增長(zhǎng)和人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，污水處理廠迅速增加，產(chǎn)生的污泥量也日益增加。工業(yè)廢水和污泥經(jīng)處理后產(chǎn)生的污泥含水量接近98%，易腐爛，具有較強(qiáng)的氣味，而且還含有多種污染物。污泥處理成本非常高,根據(jù)現(xiàn)有的處理技術(shù)一般約占15% ~ 30%的污水處理廠的運(yùn)行總成本,占總投資的10% ~ 25%,直接導(dǎo)致一些污水處理廠排放污泥,嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境。因此，純水設(shè)備解決污泥問(wèn)題的關(guān)鍵是開(kāi)發(fā)一種新的預(yù)處理工藝，提高污泥脫水速率，促進(jìn)后續(xù)的生物處理。利用超聲波對(duì)剩余污泥進(jìn)行預(yù)處理，可以改變污泥的性質(zhì)，提高污泥的穩(wěn)定性，從而提高污泥的脫水性能，促進(jìn)污泥中氮、磷的吸收，從而實(shí)現(xiàn)污泥的再利用。
1. 超聲波可以改變污泥結(jié)構(gòu)，提高污泥活性
超聲波可以改變污泥的絮凝結(jié)構(gòu)，釋放細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)，提高污泥的可降解性。曹Xiu-qin[1],如超聲波的程度進(jìn)行了研究在細(xì)胞分解,結(jié)果表明,聲波能量密度為0.5 W /毫升的污泥性質(zhì)改變超聲處理后,污泥絮體分解,釋放胞內(nèi)物質(zhì),污泥上清液的溶解性化學(xué)需氧量(SCOD), N, P,急劇上升,細(xì)胞內(nèi)釋放材料具有良好的生物降解性能。此外，超聲波與堿耦合法結(jié)合可以對(duì)污泥進(jìn)行破碎處理，進(jìn)一步破壞污泥絮凝結(jié)構(gòu)，使污泥的胞內(nèi)和胞外物質(zhì)進(jìn)入水相，比單純使用超聲波[2]效果更好。超聲波對(duì)污泥活性的影響與超聲波輻照時(shí)間有關(guān)。當(dāng)污泥被超聲輻照在短時(shí)間內(nèi),造成的機(jī)械剪切應(yīng)力超聲波造成輕微損傷細(xì)胞,導(dǎo)致一種本能的防御細(xì)胞自身的影響,表現(xiàn)為增加酶的分泌,加速細(xì)胞繁殖,增強(qiáng)微生物的代謝活動(dòng)。超聲波輻照8 h后，污泥活性達(dá)到最大值，24h后逐漸下降到控制水平。
2. 超聲波可以提高污泥的穩(wěn)定性
未經(jīng)處理的污泥非常不穩(wěn)定，在放置過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生物理和化學(xué)變化，細(xì)菌和藻類(lèi)繁殖迅速，出現(xiàn)污泥漂浮、發(fā)黑等現(xiàn)象。純水設(shè)備高強(qiáng)度超聲波可以殺滅污泥中的細(xì)菌，消除病毒，分解產(chǎn)生異味的物質(zhì)，從而消除異味的根源，殺滅藻類(lèi)，消除懸浮物，提高COD的溶解度。與化學(xué)消毒相比，它不僅能避免化學(xué)堆積效應(yīng)，而且能提高污泥長(zhǎng)期放置的穩(wěn)定性，并能有效防止病原體的傳播。來(lái)自中國(guó)臺(tái)灣的Jean[4](2000)認(rèn)為在0.11 W/ mL到0.33 W/ mL之間存在一個(gè)閾值，超過(guò)這個(gè)閾值，超聲波可以分解細(xì)菌，將相當(dāng)一部分固體COD轉(zhuǎn)化為溶解態(tài)。J ean通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在0。33 W/mL，超聲處理40分鐘后，異養(yǎng)菌和大腸桿菌的聲能密度分別下降82%和99%，COD溶解度12次后增加1 h, 0。11 W/mL時(shí)，聲能密度函數(shù)短期內(nèi)，異養(yǎng)菌和大腸桿菌變化不大，僅在1h以上有明顯下降，且無(wú)論多久，可溶性COD幾乎保持不變。通過(guò)實(shí)驗(yàn),楚[5](2001)從臺(tái)灣,中國(guó)發(fā)現(xiàn),當(dāng)超聲波能量密度為0.11 W /毫升,1小時(shí)后,異養(yǎng)細(xì)菌和大腸桿菌的減少了30%,59%,40%和64%,分別2 h后,當(dāng)聲音能量密度為0.33 W /毫升,異養(yǎng)細(xì)菌和大腸桿菌分別減少56%和97%后只有20分鐘。同時(shí),他們還調(diào)查了有機(jī)物質(zhì)分解釋放的細(xì)菌。污泥中BOD/COD = 0.66, SCOD/ TCOD小于1%。當(dāng)聲能密度為0.11 W/ mL時(shí)，超聲處理2小時(shí)后，SCOD增加40倍，BOD/ COD在0.66 ~ 0.8之間，說(shuō)明細(xì)菌分解釋放的COD基本上是生物可降解的。
3.超聲波可改變污泥流變性和提高污泥脫水性能
超聲波的作用可以改變污泥的流變特性，其影響程度與超聲波條件有關(guān)。低能量密度、短時(shí)間超聲波處理可以降低污泥的比阻，提高污泥的流變性和脫水性能。然而，高能量密度和長(zhǎng)時(shí)間處理會(huì)增加污泥的比阻，使其流變性變差。
污泥的流變性能反映污泥的脫水性能，而流變性能的變化為提高污泥的脫水速度提供了方便的途徑。
污泥強(qiáng)度高，處理時(shí)間短，污泥顆粒約80 m，污泥脫水性能改善，沉淀性好。
聲強(qiáng)較低(低于600 W/m2)、處理時(shí)間較短的超聲波有利于降低污泥的結(jié)合水含量，促進(jìn)污泥脫水，但增大聲強(qiáng)、延長(zhǎng)處理時(shí)間的效果變差。超聲波頻率是20 kHz,平均聲強(qiáng)約400 W / m2,,可以減少污泥的結(jié)合水含量從16.7 g / g干基地2.0 g / g干燥基地通過(guò)超聲波治療2 ~ 4分鐘。陰玄和其他超聲治療可以大大降低污泥的含水率綁定,提高污泥的脫水能力,泥含量提高5% ~ 10%,最終減少污泥。
使用超聲波的方法結(jié)合絮凝劑處理污泥,污泥板框過(guò)濾實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,超聲波可使污泥含水量從98%減少到81%,污泥的體積減少到原來(lái)的1/10,聲音超410 W / m2,超聲波處理2.5分鐘最佳的處理?xiàng)l件,同時(shí)絮凝劑使用的干基從0.7%降至0.6%干的基礎(chǔ)上。楊jinmei等人的研究表明,濾餅的含水率降低2.9%后超聲治療7 s、粘度和比電阻是10年代最低的超聲波處理后,都低于原污泥分別29.4%和24.2%。15 s后污泥沉降率是原污泥沉降率的3.7倍。超聲波與絮凝劑聯(lián)合使用，可提高污泥的脫水沉降性能，使絮凝劑用量減少一半以上。
4. 超聲波能促進(jìn)污泥中氮、磷的增加，有利于污泥資源化
北京建筑工程學(xué)院曹秀芹、陳王君研究表明 ,隨著超聲波作用時(shí)間的延長(zhǎng),污泥清液中的有機(jī)氮含量提高迅速,原因在于超聲空化產(chǎn)生的剪切力使細(xì)胞破碎,釋放出胞內(nèi)的蛋白質(zhì)和氨基酸。而氨氮和硝態(tài)氮的含量也隨超聲時(shí)間的延長(zhǎng)而提高,應(yīng)該是由于超聲空化使一部分有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮與硝態(tài)氮。上述研究還發(fā)現(xiàn),污泥在超聲波作用下,磷化合物的含量與氮也有相似的變化。氮磷含量的增加有利于污泥資源化。城市土壤與自然形成的土壤相比,有機(jī)質(zhì)含量低、有效養(yǎng)分含量低。純水設(shè)備超聲波處理后的污泥可用于農(nóng)林耕地和牧業(yè)草地的增肥。據(jù)文獻(xiàn)[12]報(bào)道,污泥施于土地表面一年后,土壤上表面20 cm 中的全氮、速效氮、全磷的含量都明顯增加,土壤的容重、持水量和孔隙度也有一定程度改善。如果能將經(jīng)超聲波無(wú)害化處理的污泥用于干旱、半干旱、鹽堿地、礦山廢棄地或沙漠地區(qū)的改良,更是保護(hù)生態(tài)、造福當(dāng)代之舉。
采用超聲波技術(shù)處理污泥,有利于污泥減量化、無(wú)害化、資源化,具有重大的社會(huì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)意義。低頻率低劑量的超聲波處理污泥能夠加強(qiáng)污泥的活性，改變污泥絮體結(jié)構(gòu)，使污泥菌膠團(tuán)中的結(jié)合水釋放出來(lái)，提高污泥的脫水性能；高強(qiáng)度的超聲波可以殺死污泥中的細(xì)菌,消除病毒, 提高COD 的可溶解性。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于污泥超聲減量化的研究主要在于超聲條件對(duì)促進(jìn)污泥厭氧和好氧減量化的影響，以及超聲對(duì)污泥的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)的影響。蘇州皙全純水處理科技有限公司致力于純水設(shè)備工業(yè)水處理設(shè)備,反滲透設(shè)備及實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備,超純水機(jī)設(shè)備,GMP純化水設(shè)備, UF超濾、離子交換機(jī),醫(yī)藥用水、食品飲料用水、電子行業(yè)等純水、超純水設(shè)備領(lǐng)域的服務(wù)。公司可根據(jù)客戶(hù)要求制作各種流量的純水設(shè)備，超純水設(shè)備及軟水處理設(shè)備。 實(shí)驗(yàn)室水處理設(shè)備，南通純水設(shè)備
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