超声波对污泥絮体尺寸的影响

　　
　　用超声波对活性污泥的物理、化学和生物特性分别进行了研究。采用的超声波频率是
20 kHz，作用时间是 20～120 min 不等,未处理以前污泥絮体的平均粒径是 98.9μm。在 0.11
w/mL 的声能密度下,絮体尺寸几乎没有发生任何变化; 在 0.22 w/mL 的声能密度下絮体粒
径明显减少; 在 0.33w/mL 的声能密度下作用 20 min 后絮体粒径迅速减至 22 μm, 经 120
min 减至 4 μm; 在声能密度为 0.44 w/mL 时,经 20 min 后絮体直径减至不足 3μm,再延长时
间则变化很小。分别考察了声能密度为 0.11 w/mL 和 0.33 w/mL 的 2 种情况下超声波对污
泥絮体尺寸的影响。发现在 0.11 w/mL 声能密度下,絮体尺寸经 60 min 由 31μm 减至 20μm,
尺寸减小了 35 %;在 0.33 w/mL 声能密度下,不到 20 min,絮体尺寸减至 14μm

。

超声波对不同细菌的影响

　　在 0.33 w/mL 声能密度下, 经 40 min 超声波处理后,异养菌减少了 82 %,而大肠杆菌减
少了 99 %以上,并且溶解性 COD 经 60 min 作用后提高了 12 倍;而在 0.11 w/mL 声能密度下,
作用时间较短时, 异养菌和大肠杆菌变化不大, 只有在 60 min 以上才有明显减少,而且不管
作用时间长短,溶解性 COD 几乎保持不变,这种现象揭示在较高声能密度作用下,超声波可
以把细菌分解,并使相当一部分固态 COD 转变为溶解态。同时, 在 0.11 w/mL 和 0.33 w/mL
之间存在一个阈值,超过此阈值,细菌的分解才会发生。

目前,超声波应用于污泥处理及减量存在的主要问题是超声处理运行参数优化、超声

效率有待提高以及超声反应器的合理设计等。而且在进一步研究中应注意与污水处理工艺
的合理组合,这样才能发挥超声波的特点,

并为其在实际工程的应用打下基础。

超声波分解污泥引起温度上升的现象

　　在声能密度为 0.44 w/mL 时,2 min 内污泥温度超过了 55 ℃。为了考察温度对污泥分
解的影响,他们把反应器的温度控制在 15 ℃左右,实验结果显示声能密度为 0.11 w/mL 时,
没有出现固态 COD 转变为溶解状态;如果不进行温度控制,大约有 2% 固态 COD 转变为溶
解态。这种效应在声能密度为 0.33 w/mL 时更为明显。为此他们考虑了究竟是超声波还是
超声波引起的热效应对溶解性 COD 释放的作用。结果表明单独在温度高的情况下,不足以
破坏絮体结构,所以他们认为超声空化和由此引起的温度上升对于污泥分解是同样重要的。

结语

　　综上所述,在不同声能密度、不同作用时间下,超声波对其作用后的污泥分解程度、污
泥絮体尺寸变化，以及伴随污泥分解,溶解性 COD 释放情况和相应的温度上升现象等研
究,为掌握超声波分解污泥的机理提供了研究基础。超声波功率一定时，频率低、作用时间
长，去污效果较好；超声波频率一定时，功率大、作用时间长，去污效果较好。同时，超
声波去污效果还与流体的流量与压力、液体的粘度与温度、超声波电源发生器与超声波换
能器的距离(即传输电缆长度)、原已生成积垢的程度等因素有很大的关系。尤其是经超声
作用后的污泥,颗粒态 COD 转变为溶解态 COD, 可充分利用这一特点并将其结合到污泥处