超声波污水处理的方法

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超声波污水处理的方法范文第1篇

关键词：污泥；处理处置技术；研究进展

前言

当前在污水处理技术中，活性污泥法是应用最为广泛的技术，其对脱氮除磷具有非常好的效果，同时在应用活性污泥法时的污泥产生量非常大，在工艺路线中，一部分污泥回流到曝气池参与生物反应，而剩余的污泥或龄期较长的污泥则需要从污水处理构筑物中排除，这些剩余污泥必须要经过适当的处理处置，使之无害化、减量化、资源化和稳定化，便于进一步的处置。一般来讲污泥处理处置投资和运行的成本非常大，最高可占到整个污水处理厂的投资和运行费用的50%以上，因此在可以达到污泥处理处置目的的同时，如何降低其投资和运行成本成为当前污水处理领域讨论的热点问题。

1 传统的污泥处理处置技术

1.1 传统污泥处理技术

1.1.1 好氧、厌氧消化技术

好氧、厌氧消化就是利用好氧微生物和厌氧微生物对污泥中的有机成分进行氧化分解的过程，经过好氧消化处理的污泥性质非常稳定，效果较好，但是缺点是好氧消化工艺的运行成本和维护费用较高，因此在我国污水处理厂中应用空间已经越来越小。污泥经过厌氧消化后性质也较为稳定，而且可以将处理后的污泥以能源的方式进行部分回收利用，因此是资源化的重要体现，然而厌氧消化后的污泥含水率较高，需要进行进一步脱水，因此还需额外投资脱水设备。

1.1.2 湿式氧化法

湿式氧化法是采用物理化学的方法，是将剩余污泥置于高压反应容器中，向容器内通入高压空气，使反应器压力达到1-20MPa，以空气中的氧气作为氧化剂，然后在300℃左右的高温下进行的氧化反应，可将液相的有机物质充分氧化分解为二氧化碳、水或小分子有机物，氧化反应较为完全，可用于高低浓度的污泥处理，处理效果十分显著，但由于高温高压反应对设备的要求较高，因此就增加了投资、运行和维护的费用，一般只用于投资规模较大的污水处理厂污泥处理。

1.2 传统污泥处置方法

常用的污泥处置方法有卫生填埋、焚烧、海洋倾倒、土地利用等。

1.2.1 卫生填埋

卫生填埋可以使处理后的污泥与地面环境有效隔离，并且处置成本较低，但是污泥的滤液可能会渗入地下水层，造成地下水的污染。

1.2.2 焚烧处置

焚烧的过程可将污泥转化为无机物，体积大为减小，同时可有效杀灭污泥中的细菌，但是在焚烧的过程中会产生二氧化硫、二恶英等气体，对空气造成严重的污染，随着国家对空气环境质量重视程度越来越高，使得焚烧处置污泥的方法会逐渐被淘汰。

1.2.3 海洋倾倒

海洋倾倒就是将处理后的污泥直接作为垃圾倾倒入海洋中，因此处置方式比较简单，处置费用较低，但海洋的自净能力毕竟有限，随着污泥数量的急剧增加，使得海洋倾倒会对海洋的生态环境造成越来越严重的影响，因此这种处置方法已经不被提倡。

1.2.4 土地利用

经过适当的处理后，污泥中会含有大量的营养成分可微量元素，可用于农业、林业用地土壤的肥料，从而实现费用利用，然而由于污泥中还可能同时存在重金属、放射性元素、多氯芳烃等等难于降解的有害物质，如果进入土壤中就有可能造成对土壤的污染，进而对农作物、林木造成污染，因此在将污泥土地利用处置之前一定要保证其无害化。

2 新型的污泥处理处置技术

2.1 超声波处理技术

超声波在水中产生的效应非常复杂，在一些清洗的领域已经普遍用超声波技术收到了良好的效果，而实践证明在污泥处理中应用超声波技术可取得较好的效果，其作用原理是：中低频的超声波在污泥的水相中可产生强力脉冲，从而制造局部的高温和高压条件，并同时产生超高速射流，在这样的极限条件下污泥中的丝状菌等微生物以及有机物的结构被破坏，防止污泥膨胀的发生，使污泥的脱水性大幅提高，经过脱水处理后使污泥达到稳定化、减量化和无害化的目的。在用超声波技术处理污泥时，可根据实际情况调整超声波的声能密度以及超声时间，不断优化处理条件，从而达到最佳处理效果。由于超声波污泥处理技术的能耗较大，且声能量利用效率不高，因此在一定程度上阻碍了其进一步应用，然而由于超声波对污泥的处理效果显著，使其仍然具有较好的应用前景，当前一般用超声波与其他处理技术联合使用，可降低运行成本，并保证污泥的处理效果。

2.2 原位减量技术

如前文所述，在活性污泥水处理过程中产生大量的污泥，在对这些污泥进行处理处置的过程中会耗费大量的物力财力，因此如果能够降低污泥的产量，使其在污泥水处理工艺的过程中就对污泥进行减量化处理处置，就会大大降低后续处理处置的费用。目前最为常用的污泥原位减量技术是利用微生物对污泥进行捕食和消化，使水处理反应器内的食物链增长，从而使污水环境内可用于合成生物体的能量大为减少，从而达到降低污泥产量的目的，可利用的微生物有纤毛虫、鞭毛虫、变形虫等原生微生物和线虫、轮虫等后生微生物，实践证明在原活性污泥水处理工艺中引入各种微生物后，活性污泥的产量仅是之前产量的30%左右，而且整个过程不需要另外投入处理处置设施，且免维护，投资和运行成本相当低，不影响水处理效果。

3 结束语

综上所述，污泥处理处置技术正处在不断发展的过程中，对于污泥的处理与处置，不外乎两种方式，一是对系统产生的污泥进行末端处理，使其达到减量化、无害化、稳定化和资源化等目的，二是在污水处理的原位进行减量的方法，使污泥在源头上进行处理，减少污泥排放量，因此，将这两种污泥处理处置的方式联合使用，首先使污泥产生量减少，剩余的少量污泥可进行末端处理，可取得较好的效果，应当是未来污泥处理处置技术发展的一个方向。

参考文献

[1]林亚楠.污泥处理处置技术的现状及发展趋势[J].科技创新与应用，2013.

[2]张韵.我国污泥处理处置的规划研究[J].给水排水动态，2010.

[3]杨晓奕，蒋展鹏.湿式氧化处理剩余污泥的研究[J].给水排水，2003.

超声波污水处理的方法范文第2篇

[关键词]污水处理；技术；活性污泥法；污染；

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）42-0367-01

随着工业的发展和城市人口的增长，污水的排放量也不断增加。水环境污染和水资源短缺的日益严重，已经成为世界各国普遍关注和急待解决的社会问题。近些年来，随着我国政府对节能减排工作的高度重视，加大投资力度，并且积极的引入了市场机制，因此污水的处理能力也不断提高，污水处理设施对污染物减排的贡献率不断提升。

一、污水处理新技术

1、超声水处理技术

在我国城市的农业生产中，化肥和农药的早已被大量的使用了，同时还伴随着气体、粉尘以及其它固体的污染，这对地下水、河流和湖泊等水质都造成了污染，而超声水处理技术已经被广泛的应用于强化微污染水的生物处理。当城市中的污水首先经过一定强度的超声处理后，这就会增强膜生物反应器的生物活性，同时也会增加反应器的有机负荷，从而使有机物的净化效率得到有效的提高，因此超声水处理技术实际上就是提高了污水中生物的活性。这种技术在将声空化的过程中有效集中声场中的能量，然后在空化泡崩溃的过程中很小的空间释放这些能量，这样就会产生异常的高压和高温，形成所谓的“局部热点”，化学反应的速率也就得到了加快。在处理城市污水的方法中，利用超声技术降解水中的化学污染物，是才起步的一种新型污水处理技术，使用这种技术处理污水时不但能够提高污水处理的效率，若在水中加入光敏半导体材料时，还能够达到利用太阳能净化城市污水的效果。

2、AB法

AB法是吸附生物降解法（Adsorption Bio-degradation）的简称，是联邦德国亚琛大学B.Bohnke教授于20世纪70年代中期在传统两段活性污泥法（Z-A法）和高负荷活性污泥法基础上开发的一种新工艺，属超高负荷活性污泥法，在技术上有突破。AB工艺是一种新型的活性污泥法，具有一定的特色，对BOD5，COD，SS。氮磷的去除率高于常规活性污泥法。且可节省基建投资约20%、能耗15%左右。其突出的优点是A段负荷高，抗冲击负荷能力很强。对pH 和有毒物质的影响具有很大的缓冲作用，并能破坏络合化学污染物而去除COD 和BOD5。特别适合处理浓度高、水质水量变化较大的污水如纸浆厂、造纸厂、食品加工厂和印染等工业废水。另外，A段和B段可以分期建设，适合经济水平不高的中小城市。该工艺的主要缺点是污泥产量较高。该工艺在我国一些城市已有应用，如深圳市罗芳污水处理厂。

3、曝气生物滤池（BAF）

曝气生物滤池（BAF或BIOFOR）于80年代末90年代初兴起，其工艺流程是：污水经格栅等除去粗大悬浮物后，进入初沉池初步去除SS、COD、BOD等，接着进入第一级BIOFOR降解绝大部分COD、BOD，并硝化部分氨氮；进入第二级BIOFOR彻底硝化氨氮并进一步降解COD、BOD；必要时进入第三级BIOFOR 脱氮除磷。在运行过程中，在一、二级BIOFOR底部曝气。每运行一定时间进行反冲洗，反冲污水回流入初沉池与原污水混合一并处理。

曝气生物滤池与其他污水处理工艺相比，其总体投资省，占地面积小，处理水质量高，可满足回用要求，工艺流程短，运行费用较低，过滤速度高，抗冲击性能好，运行管理方便、便于维护。其主要缺点是预处理要求较高，产泥量相对活性污泥法稍大，污泥稳定性稍差。

4、声波能污水处理技术

声波能污水处理技术是指运用超声波对污水中的化学污染物以及一些难以降解的有机污染物进行降解，这是一种近年来新奇的新型水处理技术。超声波污水处理技术的降解相对较为温和，并且降解速度快，适用范围比较广泛，能够单独使用或者与其他的无数处理技术联合使用，具有较强的应用和发展潜力。超声波是一种由一系列的疏密相间的纵波构成的声波，它能够通过液体介质向四周扩散传播，在声波能量足够高的时候，能够打破液相分子之间的吸引力，形成空化核，有助于在局部产生高温高压环境，形成超声空化，使得有机物在空化气泡内发生化学键断裂、水相燃烧以及高温分解作用，达到污水处理的目的。但是，超声波污水处理技术与污水本身的粘性有很大的关系，如果污水本身的粘度过高，则会导致超声降解作用下降，甚至是无法产生空化核。因此，超声波污水处理技术对于污水本身也有一定的要求。在实际的应用过程中，还需要注意污水的酸碱度、和温度的调节，酸碱度应该以有利于有机物以中性分子的形态存在为依据，而温度的调节通过研究发现，在温度低于20摄氏度的条件下，更有利于有机物的降解。

5、高级氧化处理技术

高级氧化处理技术就是指利用在特定的条件下产生的具有一定氧化能力的自由基，从而强化并分解污水中的有机污染物，这种技术一般是被应用在水质要求较高或是水源污染较重的情况下的。但是这种技术的成本是比较高的，由于这种技术的处理效果也是更好的，因此其可以作为未来发展的重点内容来研究。通过利用光的激发产生或是通过使用合成特殊的催化剂引发能够产生自由基，其研究的内容主要有：光化学催化氧化处理工艺理论与技术，同位素、紫外静水工艺理论与技术等内容。高级氧化处理技术已经成为了当代环保型水处理技术的重点研究课题，其在未来也将引领我国的环保型水处理技术的快速发展。

二、污水处理新技术的发展展望

21世纪是水的世纪，水资源短缺、水污染等问题的加剧将对21世纪人类社会持续发展带来深刻的影响。研究新的城市污水处理技术，将处理后的水和泥变为可利用的资源，使城市污水处理事业成为一种自然资源再生和利用的新兴工业，是解决水污染和合理利用水资源的重要途径之一。作为污水处理技术的研究方向，重点在于降低能耗、改善出水水质、减少污泥量、简化与缩小处理构筑物的体积、减少占地、降低基建与运行费用、改善管理条件等。可以预见， 随着现代科学技术的理论与方法在水污染的研究和水污染的控制应用方面不断拓宽与加深，诸如化学、生物学、生态学、系统论、控制论、信息论、耗散结构论、协同学等基础学科和理论，以及化工技术、生物技术、生态工程技术、计算机技术、遥控遥测技术等先进的技术手段的广泛应用，城市污水处理技术将会得到迅速发展. 就我国目前的污水处理现状而言，污水处理技术市场需求相当大。城市污水处理的发展将表现为以下几个方面的特点：氮、磷营养物质的去除仍为重点，也是难点；工业废水治理开始转向全过程控制，单独分散处理转为城市污水集中处理；水质控制指标越来越严；由单纯工艺技术研究转向工艺、设备、工程的综合集成与产业化及经济、政策、标准的综合性研究；污水再生利用提上日程；中小城镇污水污染与治理问题受到重视。

三、结语

我国是一个淡水资源匮乏的国家，同时水污染问题也非常严重，污水资源化势在必行。部分城市污水处理新技术的发展，也使得城市污水处理厂的污水处理效率能够得到有效地提升，进而促进污水处理厂污水处理能力的提升。推动污水处理技术的发展，从而通过新技术的应用，减少有害污水的产生，为我国环境保护打下坚实的基础。我们应当熟练的掌握城市污水处理的各种新技术以及其工艺流程，只有这样，我们面对城市不同的条件和地理环境，才能够选择最为合理的污水收集方法和污水处理技术，只有这样，才能真正的防治水污染，从而保护城市环境，促进城市污水处理行业的健康发展。

参考文献

超声波污水处理的方法范文第3篇

Abstract: Ultrasonic mechanism to remove contaminants and ultrasonic response factors are presented,ultrasound in all aspects of wastewater treatment applications and ultrasound and other technologies in conjunction are introduced.

关键词:超声波;污水处理;应用

Key words: ultrasonic;sewage treatment;application

中图分类号:X52文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)06-0064-01

1超声波降解的原理

超声波泛指频率在15kHz-10MHz的声波,它由一系列疏密相同的纵波构成,并通过液体介质向四周传播。超声波辐射污泥时会产生超声空化效应。超声空化效应是指液体中的微小泡核在超声场下液体内部产生的空穴或含有的杂质和小气泡的振动、膨胀、压缩和崩溃闭合的过程。在超声压力波的作用下,液体分子间的平均距离随分子的振动而发生变化,当处于负压段时,施加于液体的负压(抽空声压)P足够大,而使分子间距离超过该物质处于液态的临界分子距离时,液体就会发生断裂而产生空穴,形成空化核[1]。

热点产生的热量可以将水分解为氢自由基和氢氧自由基。在迅速冷却过程中氢自由基和氢氧自由基又可能重新结合为氧化氢及氢分子或者引起其它反应此外,当温度和压力超过水分子的临界温度和临界压力时水分子处于超临界状态,此时水的物理化学性质发生突变而具有良好的溶剂化性质,能和很多气体完全互溶,提高化学反应的速率[2]。在超声波产生的热点附近的高温高压、超临界水氧化、自由基氧化等为污染物的降解提供了良好的反应条件。

2超声降解的影响因素

2.1 超声功率强度超声波降解反应的速率一般是随功率强度的增大而增加,但功率强度过高会适得其反,原因是当功率强度过高时空化泡会形成屏蔽,使降解速度下降。超声功率强度一般以单位辐照面积上的功率来衡量(W/m2),有时也采用单位体积液体消耗的功率来表示(W/m3)。

2.2 超声波频率研究表明,高频超声波有助于提高超声降解速度[2]。这是由于・OH自由基的产率随声源频率的增加而增加[1]。而频率的选择与被降解有机物的结构、性质以及降解历程有关,并不是在所有情况下高频超声波都是有利于降解的,所以超声降解过程中,超声强度在频率之间有一个最佳匹配问题。工业上应用的功率超声的频率一般均低于60kHz[1]。

2.3 液体的粘度液体性质如溶液粘度都会影响溶液的超声空化效果,其影响主要表现在两方面:影响空化阈值和其能吸收的声能。当溶液粘度增加时,声能在溶液中的粘滞消耗和声能衰减加剧,辐射入溶液中的有效声能减小,使空化阈值显著提高,溶液发生空化现象变的困难,空化强度减弱。因此,粘度太高不利于超声降解。

2.4 表面张力表面张力的增加,有利于超声降解。当溶液中有少量的表面活性剂存在时,溶液的表面张力迅速下降,在超声波作用下有大量泡沫产生,但气泡爆破时产生的能量很小,不利于超声降解。相反随着表面张力的增加,空化核生成困难,爆炸时产生的温度压力升高,有利于超升降解。

2.5 温度温度对超声空化的强度和动力学过程具有影响。温度升高会导致气体溶解度减小,表面张力降低和饱和蒸汽压增大,这些变化对超声空化是不利的。一般声化学效率随温度的升高呈指数下降。

2.6 溶液pH对于有机酸碱性物质的超声降解,溶液pH具有影响。pH较低时有助于有机物的降解,但是最佳pH的确定还需要考虑有机污染物本身的酸碱性以及超声降解机理,因为H2O2与・OH自由基在最大产生速率时对应的pH是不同的。

2.7 超声波反应器的结构反应器结构因素包括反应器构造、反应器内是否易建立起混响声场和外部能否施加压力等。

3超声波在污水处理的应用

3.1 处理固体悬浮颗粒超声波通过液体时,可以破坏液体中颗粒的双电层球行对称结构,并产生偶极矩,导致颗粒脱稳并凝聚增大。也可以借助高频振动使液体内部产生许多微小空穴,使溶解于液体中的气体以小气泡的形式挤出,从而加速液体中悬浮物的上浮。

3.2 处理某些含重金属络合物的废水超声波处理某些含重金属络合物的电镀废水时,可以将重金属络合物的金属离子和络合剂分离,从而较方便的除去重金属。例如,含镍约4000×10-6mol/L的废水,用一定频率和强度的超声作用一段时间后再经过滤处理,可除去99%以上镍;含铜1000×10-6mol/L左右的电镀废水经超声处理并过滤后,可除去约99.8%的铜[1]。

3.3 超声波联用技术处理有机废水

3.3.1 超声波-紫外光联用方法。Stock N L[1]等用超声一紫外光净化处理纺织染料废水,发现超声和紫外光联合作用于废水,能大大促进反应物和产物在光催化剂表面的转换,从而大大加快反应速度。

3.3.2 超声波技术与H2O2联用。王公正在研究超声波对苯酚有机废水降解研究中,加入H2O2有利于反应前期・H和・OH自由基大量的产生,显著加快降解速度,使苯酚分解产生毒性小或易被生物降解的有机物中间体,并可进一步氧化分解成CO2和H2O等。

3.3.3 超声波与臭氧氧化联用技术。赵朝成等[2]用超声-臭氧氧化联用技术处理硝基苯废水。结果表明,随着超声功率的增大,臭氧氧化反应的能力也增强;随着臭氧量的加大和反应时间的延长,硝基苯的去除率也得以提高。

3.3.4 超声波与Fenton试剂联用。张翼等研究发现,超声波对Fenton试剂处理偶氮染料橙黄Ⅱ具有强化作用。在超声波条件下,染料质量浓度为100mg/L、pH值为3、Fe2+离子质量浓度为10mg/L、H2O2质量浓度为400mg/L时,反应90min,COD去除率高达93%。

3.4 处理污泥

3.4.1 超声波能改善污泥脱水性。污泥中的水分主要以间隙水的形式存在,改变污泥的结构,可以改善污泥的脱水效果。由于菌胶团具有良好的保水性能,利用超声波破坏污泥结构,可以达到改善污泥脱水性能的目的。

3.4.2 超声波处理能改善污泥厌氧处理效果。Chu[1]通过试验发现,超声波声能密度为0.11w/mL时经1h后,异养菌和大肠杆菌分别减少了30%、59%,2h分别减少了40%、64%;声能密度为0.33w/mL时,仅仅经20min后,异养菌和大肠杆菌分别减少了56%、97%。

参考文献:

超声波污水处理的方法范文第4篇

关键词：剩余污泥；减量；处理技术

中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：16749944（2016）18003403

1引言

活性污泥法因其工艺结构简单、抗冲击能力强、处理效果好而成为污水处理领域应用最广泛、最成熟的技术。目前全世界90%以上的污水处理厂均采用该处理工艺，但大量剩余污泥的产生却严重制约了该工艺的持续发展应用＼[1～3＼]。据调查，城市污水处理厂运行费用组成中，污泥处理费用一般占其运行总费用的25%～40%，有的高达60%[4]，而据资料显示，2015年全年污泥产量近3359万t（含水率为80%）[5]，如此之大的产量及如此之高的处理费用，势必会对环境产生不利影响，对经济产生巨大压力。早在1996年，德国就以立法的形式首先提出了废物减量化、资源化和无害化的优先顺序[6]。如何实现污泥减量化便成为今后污水处理行业可持续发展首先需要解决的问题。

污泥减量化技术是指在保证整个污水处理效果的前提下，采用适当的物理、化学、生物技术，使处理相同量污水的同时生物处理系统中污泥的产量减少而出水水质不受影响的技术，从而实现从源头上降低污泥的产量，减少污泥的外排[7]。

目前污泥减量化技术研究主要集中在物理、化学、生物三方面。其中物理技术主要包括超声波处理、臭氧氧化、热水解等；化学技术主要包括过氧乙酸（PAA）氧化、化学解偶联、Fenton氧化等；生物技术主要包括投加微生物制剂、强化微型动物捕食作用等。

2污泥减量化技术

2.1物理技术

2.1.1超声波技术

超声波是物理介质中的一种弹性机械波，频率一般为20～106 kHz。其减量原理是，当一定强度的超声波作用于某一液体时，液体会发生一系列理化反应，而超声波在中低频率范围内会产生交替的压缩和扩张作用从而产生“空穴”作用[8]，形成较为极端的理化和力学条件，产生局部的高温、高压，再加之机械剪切力的作用，压碎细胞壁击破细胞膜，使胞内基质得到释放，微生物细胞得到进一步溶解，从而实现污泥减量。

超声波处理污泥因其高效、清洁、安全等优点而被广泛应用于实验室污泥减量研究，并且已取得了较好的研究效果，但又因其处理量小、能耗高等缺点使得难以规模化应用于大型生产运行中。综合考虑其优缺点，超声波处理污泥适用于污水水质较单一且污泥产量较少的小型污水处理站。

2.1.2臭氧氧化

臭氧具有极强的氧化性，能氧化细胞膜和细胞壁，进一步破坏胞内大分子蛋白质、多糖和核酸，使细胞被氧化分解成H2O和CO2等较稳定的无机物质。臭氧氧化处理污泥的原理就是将臭氧发生器产生的臭氧通入容器中与剩余污泥充分结合，利用臭氧的强氧化性氧化分解微生物细胞，使胞内物质由污泥相进入水相，从而使微生物细胞分解、死亡，达到污泥减量的目的。

臭氧氧化处理污泥能提高系统的反硝化能力，改善污泥的沉降性能，但存在处理成本高，出水N、P含量高等问题[9]。臭氧氧化技术适用于源水可生化性较差的小型工业废水处理站。

2.1.3热水解

热水解技术是污泥经高压蒸汽（温度约为180 ℃，压力约为1 MPa）预处理，溶解污泥中的胶体物质，破碎细胞物质，水解大分子物质，从而达到污泥减量的目的。该技术处理后剩余的高压蒸汽被回用与新污泥混匀加热，从而实现热回收，降低能耗[10]。

热水解技术处理污泥因其能够溶解部分固态有机质，能将大分子蛋白质和多糖水解成易分解的小分子物质，还能杀灭大部分细菌、病毒和寄生虫卵以及能耗低、处理效率高、无二次污染等优势而被广泛推广。该技术不仅适用于中小型污水处理厂，还适应于大型污水处理厂的新建及改扩建。

2.2化学技术

2.2.1过氧乙酸（PAA）氧化

过氧乙酸（PAA） 作为一种理想的微生物氧化剂，对微生物具有和臭氧相似的强氧化性[11]，将其与污泥混合，使污泥微生物细胞膜、细胞壁迅速破坏，胞内物质由污泥相进入水相，胞外聚合物（EPS）水解成为小分子可溶性的物质[12]。

过氧乙酸相对臭氧而言，价格低廉，反应产物醋酸无毒且具有较强的亲和性，能够迅速杀灭污泥中的病毒、细菌、真菌及芽孢。但过氧乙酸具有较强的腐蚀性，对设备防腐性能要求较高，同时过氧乙酸很不稳定，在室温下可分解放出氧气，遇高温或明火会发生自燃、燃烧或爆炸。以上缺点使得过氧乙酸氧化处理污泥在现有技术条件下应用于工程实践还有相当大的困难。

2.2.2化学解偶联

化学解偶联就是在生化处理过程中通过人为的添加化学解偶联剂使微生物的分解代谢和合成代谢被解偶联，解偶联剂的加入将抑制微生物氧化磷酸化过程，从而抑制微生物的合成，进而使得分解代谢速率远大于合成速率，过剩的能量则以热能形式散发到环境中，表现出来的就是污泥产量减少。常用的化学解偶联剂有2，4-二硝基苯酚（DNP）、3，3’，4’，5-四氯水杨酰苯胺（TCS）、羰基-氰-对三氟甲氧基苯肼（FCCP）等[13]。

解偶联剂的投加因操作简单、成本低廉（无需外加设备、解偶联剂价格便宜）、减量效果好而被广泛应用于实验室小试研究及中试。但其减量机理不明晰；对底物的去除效果存在下降的风险；系统需氧量增加从而增加能耗成本；解偶联剂的加入使得污泥性状发生改变；大部分解偶联剂都难降解且有毒，对环境造成二次污染。充分考虑到以上缺点，下一步的工作重点将是化学解偶联剂的污泥减量作用机理的研究，低毒或无毒且不影响污染物去除率的新型环境友好型解偶联剂的研发等。

2.2.3Fenton氧化

Fenton氧化反应主要是由Fe2+催化分解H2O2，生成强氧化性的羟基自由基（・OH），并利用其攻击和破坏有机污染物，反应机理如下：

Fe2++H2O2Fe3++・OH+OH- （1）

Fe2++・OHFe3++OH- （2）

Fe2++HO2・Fe3++HO-2 （3）

Fe3++HO2Fe2++H++O2 （4）

H2O2+・OHH2O+HO2・ （5）

其中，步骤（1）决定了整个反应的速度，羟基自由基（・OH）通过步骤（2）与有机污染物反应而被消耗，其反应方程式如下：

RH+・OHR・+H2O （6）

R・+O2RO2・ （7）

RO2・+・OH+O2…H2O+CO2 （8）

Fenton氧化处理污泥，能显著改善污泥的稳定性及脱水性能，对污泥中的有毒有害物质能起到明显的降解作用。但由于H2O2的使用、污泥酸性环境的调节以及大量的能源消耗抬高了其处理成本；H2O2参与反应时会产生氧气，存在一定的安全隐患。综合以上优缺点，Fenton氧化处理污泥应用前景巨大，符合污泥处理减量化、资源化和无害化的要求，但需将其与其他处理方法联用从而克服现有单独Fenton氧化处理污泥存在的弊端。

李航，等：污泥减量化技术研究进展及趋势环境与安全

2.3生物技术

2.3.1投加微生物制剂

微生物制剂是由筛选出的光合细菌、乳酸菌、放线菌、酵母菌和真菌等10种不同类型，对污染物具有较强降解能力的特殊功能微生物菌群组成，通过单独培养繁殖，再进行共生培养繁殖，使相互之间形成和谐互生的关系，其活菌数含量在3×108～2.8×109个/mL[17]。该技术就是在好氧前端通过人为的投加MCPC，从而达到：①扩大系统中能有效降解污染物的微生物菌群，并使之成为优势菌种，进一步强化其降解能力。②延长泥龄，增加微生物数量。微生物制剂的加入，由于污泥产量减少，为了维持系统污泥浓度，使得污泥外排量减少，从而增加了系统的有效微生物数量，并相应的延长了污泥龄，污泥龄的延长有利于微生物通过内源呼吸消耗掉更多的有机物，有机物数量的减少又使得微生物合成量减少，从而形成一个良性循环，达到污泥进一步减量的目的。③强化酶促反应。MCPC中微生物能分泌出大量的水解酶，这些酶能将污水中的大分子有机物及死亡的微生物残体分解成小分子有机物而被微生物所利用，从而达到污泥减量的目的。由于这些酶仅仅针对大分子有机物及死亡的微生物残体进行分解，不会对活的微生物细胞产生影响，所以投加微生物制剂不会对出水水质产生实质性影响，相反，还能达到改善出水水质的目的。

微生物制剂的使用能有效降低污泥产量，明显改善出水水质，对现有的处理工艺、运行模式不会产生任何影响，只需在现有处理单元的合适位置投加微生物制剂即可。该技术普遍适用于活性污泥法工艺的污水处理厂。但减量机理有待进一步研究，在此基础上应进一步开发更加稳定、高效、价廉的多功能微生物制剂。

2.3.2强化微型动物捕食作用

根据生态学理论，物质和能量在食物链中的传递因自身呼吸消耗、分解者利用及下一营养级所同化而逐级递减，且平均效率大约为10%～20%，也就是说，在食物链中，营养级越高，食物链越长，能量损失越多，用于合成污泥相微生物的能量越少，则污泥产量就会越低。利用微型动物捕食作用实现污泥减量的原理就是向活性污泥系统中接种高级别微型动物，相应地延长食物链，从而使用于微生物合成代谢所需能量的可利用率大大降低，实现污泥减量。

利用微型动物捕食作用，污泥减量效果明显，不会对环境造成二次污染，但微型动物的投加会导致出水N、P浓度增加，存在出水水质超标的隐患[18]。

3结语

在综合考虑上述方法技术优缺点的基础上，笔者认为，下一步污泥减量化技术的研究重点将从以下几个方面展开。

（1）深入研究污泥减量机理。现有的技术研究大都停留在减量效果上，仅仅从已有的普遍规律出发推导其可行性，而缺乏对机理的深入细致探究，导致对减量规律的把握不够准确，在技术的运用上缺乏相关的模型支撑，严重阻碍了技术的工业化推广。为此，应综合利用各种规律、模型、检测手段重点对污泥相微生物的生成、增殖、消亡、转化等阶段的反应机理进行深入研究，从而为减量规律的探索提供保证。

（2）开展技术组合。现有的污泥减量化技术都或多或少的存在某方面的缺陷，为了尽可能的发挥它们的优势，最大程度地弱化它们的不足，开展两项或两项以上的技术组合应用，这将成为今后污泥减量化技术的发展趋势。

（3） 开发新工艺。新工艺的开发包括两个方面：一是新的污水处理工艺，该工艺采用非传统的活性污泥法，通过纳虑、超滤、膜技术等手段，从源头上减少或杜绝污泥的产生。二是新的减量工艺，现有减量技术大都停留在实验室研究阶段，少部分应用于工程实践中却因为二次环境污染、资金投入巨大、技术自身缺陷致使应用推广受限。新的减量工艺应在充分掌握现有技术优缺点及其减量规律的基础上，重点开发低成本、高效率、易推广的新型污泥减量技术。

2016年9月绿色科技第18期

参考文献：

[1]Andrews J P， Asaadi M， Clarke B， et al. Potentially toxic element release by fenton oxidation of sewage sludge[J].Water Science Technology，2006，54（5）：197～205.

超声波污水处理的方法范文第5篇

【关键词】小城镇 ；污水处理厂；检测仪表

前言

随着工业化进程加速，我国城镇化经历了一个起点低、速度快的发展过程。1978-2013年，城镇常住人口从1.7亿人增加到7.3亿人，城镇化率从17.9%提升到53.7%，年均提高1.02个百分点；城市数量从193个增加到658个，建制镇数量从2173个增加到20113个。然而城镇化的迅速推进也导致城镇自然环境特别是水环境不断恶化，严重影响了城镇居民的生活，因此近年来，国家越来越重视城镇污水处理事业，随着2013年《城镇排水与污水处理条例》的颁布，城镇污水处理工程的建设也将呈现高速发展的态势。

根据建设部村镇建设办公室的调研统计，我国大部分城镇镇区人口规模为2500～10000人，平均镇区人口规模为8300人左右，表明绝大多数建制镇污水处理工程的建设规模小于10000m3/d，因此小城镇污水处理厂的建设决不能照搬大城市污水处理厂的建设经验，应适应当地的经济发展水平和水环境状况，做到经济合理、简单实用。

1.小城镇污水处理基本介绍

水处理工艺分三级：一级处理工段包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物，以去除粗大颗粒和悬浮物为目的，处理的原理在于通过物理法实现固液分离，将污染物从污水中分离。二级处理，以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，其工艺构成多种多样，可分成活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等多种处理方法。三级处理的目的是进一步去除某种特殊的污染物质，如除氟、除磷等，属于深度处理。小城镇污水处理厂通常通过二级处理出水即可达到排放标准。

污水处理厂运行控制的自动化水平是由与污水处理厂工艺方案的选择、相关配套设备、工程项目要求的运行方式及自动化设备的投资额等各方面决定的，相应的检测仪表的设置也应与污水处理厂自动化水平的要求相匹配。

本文仅对小城镇污水处理厂自控系统中在线检测仪表的选择发表一点浅见。

2.过程检测仪表分类

过程检测仪表是指在生产过程中，为及时监视和控制生产过程，而获取生产过程被测变量信息的仪表。检测仪表一般包括传感器和变送器，变送器的作用是将传感器采集的信息转换成能够显示和控制的标准信号。

按被测对象的不同，检测仪表可分为热工量、机械量、物性与成分量、电工量、状态量五类。在污水处理厂中常用热工量、物性与成分量、电工量三类检测仪表。

热工量检测仪表包括：温度、压力、流量、液位等检测仪表。

物性与成分量检测仪表包括：浊度、固体悬浮物/污泥浓度、PH/氧化还原电位、电导率溶解氧、余氯、BOD、COD、TOC、总磷、氨氮、总氮等检测仪表

电工量检测仪表包括：电压、电流、功率、电度、功率因数、频率等检测仪表。

3.污水处理厂中过程检测与控制项目

在水处理流程中生物池是核心环节，为了达到预期的处理效果，一定要选用适宜，可靠，先进的在线仪表对工艺参数进行监测，在线检测仪表相对实验室水质分析有精度高、灵敏度强和实效性好等多种特征，只有准确、及时的数据才能保证关键的工艺环节正常运行。所以在这个环节上投入大一点也是值得的， 因为该环节的成败即意味着整个工程的成败。

对于非核心工艺环节，按照工艺过程的需要，以及投资的大小设置合适的检测仪表，小城镇由于资金因素和工厂维护和检修技术和人员的限制，一般采用“宁缺勿滥”的原则，即选择性能可靠稳定的仪表，安装一块，运行一块，如果现在没有财力，或暂没有合适的仪表可选，可以预留接口，在污水厂下一步改造或升级时再安装。这里根据多年来的经验，对在线水质分析仪表的设置和选型，应持谨慎态度，因为分析仪表本身价格高，维护困难，而且对使用环境要求较高，性能不稳定，即使是国外进口产品也不例外。所以小城镇污水处理厂，从工艺功能要求出发，水质分析仪表不可没有，但决不追求齐全。

在污水处理厂中仪表设置可参考下表

4.检测仪表在污水处理厂中的应用：

4.1热工量检测仪表

4.1.1流量测量仪表

流量计主要用于污水处理厂中的进、出水，污泥、药液及压缩空气和沼气等流量的计量。流量与其他计量的配合，可以取得最佳运行工况，从而降低能耗，提高经济效益，所以流量是污水处理厂最重要的计量之一。

流量有瞬时流量与累积流量之分。瞬时流量指流体在单位时间内流过某一截面的流体数量，单位常用m3/h或kg/h。累计流量指在某一间隔时间内，流体通过的总量，单位常用m3或kg。

流量计种类繁多，测量原理、测量方法和结构各有不同，操作和使用方法也不一样。因而进行流量计选择时应充分研究测量条件，了解流量计的性能特征，选择最适合自己工艺要求的流量计。

常选用的流量检测仪表有：电磁流量计、超声波流量计、气体流量计、明渠流量计、主差压流量计等。其中，电磁流量计是利用电磁感应原理制成的流量测量仪表，是测量导电液体流量最常用的仪表，它可以测量各种腐蚀性介质及带有悬浮颗粒的导电液体的流量，在污水处理厂中得到广泛的应用。

4.1.2液位测量仪表