污泥的超声波预处理

污泥的超声波预处理[摘要]超声波处理是一种新兴的、有效的用以加强污泥的可生化性的机械预处理方法，并且对于所有污水处理设施中污泥的处理和处置都十分有效果。超声波处理是通过扰乱污泥污理的试验设施表明，生物气体的产量提高了50%，此外能量衡算显示获得的净能量与超声波装置的电耗的平均比率是2.5。这篇综述总结了超声波处理污泥的优点、超声波处理参数对处理效果的作用、污泥特性对于污泥裂解的影响及由此带来的厌氧消化器中生物气体产量处置的最经济可行和环境可行的预处理方法，将超声波处理和其他预处理的选择进行比较是很有必要的。超声波处理的最佳参数随污泥特性的不同而变化。1.引言21世纪工业化与城市化的快速发展导致了污水处理系统的污泥产量达到了处理系统产生的干污泥量是670,000Mg/y，并预计产率在将来还会继续提等)水解成溶解性的单体(单糖、脂肪酸和氨基酸等)继而水解为CO2、H2、有机酸和酒精。第二类代谢细菌是能够将简单的单体和脂肪酸转变为乙酸，H2传统厌氧消化处理较低的微生物转化率导致了反应器中很高的水力停留时的可生物降解性，并通过降低停留时间和提高生物气体产量来加强厌氧消化的效究者展开了广泛的研究。超声波处理是一种新兴的有前景的机械式污泥裂解技时间以及污泥量的减少。此外，单位超声波能量(1kW)的消耗能产生7kW的能量。以甲烷产量提高效果衡量的预处理技术的效率的顺序是，超声波分解>自动窑热处理>水浴热处理>冷冻。本文展现了关于超声波预处理污泥以加强厌氧消化的广泛性的综述，并比较了实验室试验和实践规模试验的结果。2.超声波处理波的方法来破坏微生物细胞。Hughes与Nyborg[16]还有Alliger[17]研究了超声波作用于微生物细胞的机理并发现，短暂地暴露在超声波根据频率的不同，可将其分为三个区域：功率超声(20—100kHz)，高频超声(100kHz—1MHz)和超声诊断(1—500MHz)。超声波在医学上的应用最早Hz在拉力区域会出现微小的气泡(即空穴)。这些小气泡不断变大达到了不稳定的气泡产生到破裂的过程就是所谓的空穴现象。空穴气泡的产生和破裂如图3所示。示连接着震动片的磁线圈转化成机械能(震动)。在压电技术中，电能通过连接着热能的转化效率可以通过式(1)—(3)计算。2.3.1污泥的破解超声波密度和(d)超声波强度。各表达式见表2。dWang[49]等人对氢氧自由基和水力机械剪切力对污泥破解的影响进行了评数u可以通过(4)式计算。提高声波密度同样可以提高破解效率。在高声波密度下更多的颗粒被破解污泥的脱水性能逐渐降低(CST上升)。这是因为声处理后产生了更多的小颗粒的缩短，污泥的CST是减少的(即污泥的脱水性能增强)，由于细胞溶解向液相中释放胞外聚合物(EPS)等生物聚合物，使得污泥的合水组分提高了4倍并因此使污泥的脱水性能下降。原污泥的结合水比例为提高了污泥中结合水的含量。研究了物质组成结构的变化并总结出单位输入功率与TDS之间有很强的相关w能够减小絮体的平均尺寸并产生丰富的分离的细胞。与上述许多研究相反地，污泥的浊度随比能的升高而升高。在低频率的条件下有较高的污泥破解效dj污泥是包含了各种微生物的复杂基质，这些微生物的细胞壁的强度各不相OD质的释出效率在超声处理过程中并不是始终如一的。蛋白质的释出高于多糖和A，为了评价此范围，提出了指数D，其计算如式(7)；Tiehm穴气泡尺寸对污泥有人对初沉污泥和二沉污泥在超声处理中其溶解性的影响进行了分析。SCOD在二沉污泥中有更好的溶解，同时还观察到在初沉污泥和二沉污泥中SCOD20分钟会出现生物质的钝化。上述两个研究都可以说明，污泥的钝化取决于超。Akin等[66]测定了评价计算污泥粉碎度所需的各系数的值。Wang等[81]测量了不同声处理时间下液相中蛋白质的释出量。他们发现在Feng等[46]发现了在不同输入功率条件下经超声处理后铵氮和氮浓度的变RRUR3.出声波处理对厌氧消化中污泥的可降解性及产甲烷量的影响超声波处理的主要目的是提高污泥在厌氧消化中的可降解性以及在低HRT溶解>自动窑热预处理>水浴热预处理>冷冻.污泥中细胞内聚合物的溶解参数将会影响到污泥的消化。在厌氧消化过程中提高VS的减少量可以直接转变为产甲烷量的提高。响Tiehm出，随着二者在预Wang等[31]也研究了超声处理时间对污泥粉碎及随后的厌氧消化的影响作TBougrier功率的声波处理对于水解酸化的促进作用主要是表现在其对于水解复杂有机物的促进限制。4.未来展望能量守恒计算得到。DD我们需要更深入地探究短暂气穴和稳定气穴对于污泥的可生化降解性能和AD5.结论污泥的超声波降解预处理对污泥在厌氧消化过程中的可生化降解性能具有很大的意义