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    超聲預處理對污泥破解特性實(shí)驗研究

    中國污水處理工程網(wǎng) 時(shí)間:2011-12-2 15:43:33

    污水處理技術(shù) | 匯聚全球環(huán)保力量,降低企業(yè)治污成本

    超聲預處理可以破壞污泥菌膠團結構,改變污泥中水份存在形式,將難去除細胞結合水為容易去除的游離水,從而降低整個(gè)干燥過(guò)程的能耗。本實(shí)驗針對建昌縣污水管理處的剩余污泥進(jìn)行超聲波預處理,考察輻射時(shí)間、超聲密度。
     
    1 實(shí)驗工況
     
    本實(shí)驗采用功率600w,頻率28khz的超聲波發(fā)生器對污泥進(jìn)行預處理,污泥含水率:84.7%、86%、88.5%;超聲波密度:6w/mL、4w/mL、3w/mL;超聲輻射時(shí)間:1min、2min、3min、4min。
     
    2 實(shí)驗結果與討論
     
    2.1超聲輻射時(shí)間對污泥含水率的影響
     
    污泥細胞經(jīng)超聲波破碎后,內部的細胞水成為自由水。提高污泥干燥速度,超聲處理后,空化引起的強大水力剪切力破壞污泥絮體結構和微生物細胞,使水分存在形式發(fā)生變化,自由水分相對增多,有利于水分的蒸發(fā)和污泥的進(jìn)一步干燥;實(shí)驗表明,超過(guò)一定的超聲作用時(shí)間,污泥含水率的下降速度減慢。原因是如果超聲處理時(shí)間過(guò)長(cháng),胞外聚合物和微生物被破碎為更微小的結構,反而不利于污泥中水分的蒸發(fā)。
     
    2.2超聲密度對污泥含水率的影響
     
    不同超聲密度對污泥的破解程度不同,超聲密度是影響破解效果的另一個(gè)重要因素,隨著(zhù)密度的提高,污泥的破解程度也更徹底。這與王芬,季民[4]等的研究結果一致。含水率為84.7%的污泥在6 w/mL的超聲波密度處理下,污泥的含水率變化很快;含水率為86%的污泥在不同的聲能密度下破解效果也比較明顯。
     
    2.3污泥含水率對干燥速率的影響
     
    同一超聲破解時(shí)間,不同含水率的污泥在相同的超聲處理條件下,干燥速率變化很大,含水率為84.7%的污泥干燥速率明顯優(yōu)于其他兩個(gè)。在6w/mL的超聲密度下,隨著(zhù)污泥含水率的增大,含水率變化越來(lái)越慢。當干燥時(shí)間超過(guò)一個(gè)小時(shí),干燥速率明顯加快,到130min時(shí),含水率為84.7%、86%、88.5%的污泥含水率分別降至18%、25%、39%。
     
    2.4超聲密度對污泥pH的影響
     
    超聲空化作用產(chǎn)生大量的熱,使污泥溫度上升,導致pH值波動(dòng)。含水率為86%的污泥在聲能密度為12w/mL條件下,pH最大上升值為0.29。但pH的上升和下降幅度不會(huì )太大,原因是破解污泥過(guò)程生成蛋白質(zhì)為一種兩性電解質(zhì),由于蛋白質(zhì)的緩沖酸堿的作用,所以pH值上升不會(huì )太大,而整個(gè)污泥體系的pH值維持在7.22-7.81。由于污泥破解后溶解的物質(zhì)的成份很復雜,因此,同一含水率的污泥體系的pH值變化并無(wú)明顯規律。
     
    2.5含水率對污泥pH值的影響
     
    三個(gè)不同含水率的污泥在不同的超聲條件作用下,pH均有比較明顯的變化,其中率88.5%的污泥經(jīng)過(guò)1min、2min、3min、4min的超聲波作用,其上清液的pH值均有明顯改變
     
    3 結論
     
    (1) 輻射時(shí)間和聲能密度是影響污泥破解效果的兩個(gè)重要因素,在一定時(shí)間和密度范圍內,破解效果隨時(shí)間和聲能密度的增大而增大,超過(guò)這個(gè)范圍,破解速率反而下降。
     
    (2)污泥的含水率也是影響破解效果的另一個(gè)因素,例如,含水率84.7%的破解效果明顯好與86%和88.5%的兩個(gè)泥樣,干燥130min后,84.7%的污泥含水率已經(jīng)降至18%,而其他兩個(gè)仍在40%左右,在實(shí)際生產(chǎn)中,可以繼續適當的降低含水率以達到較好的干燥效果。
     
    (3)從處理效果和節約能源角度來(lái)看,工況組合為含水率為84.7%,在2min和6w/mL作用下,污泥的含水率變化效果最佳。所以選擇這個(gè)工況有利于提高污泥的干燥速率,縮短干燥時(shí)間,節省能源。
     
    (4)由于超聲的空化作用產(chǎn)生大量的熱,導致污泥溫度升高,所以經(jīng)過(guò)超聲處理后,pH值會(huì )有所波動(dòng)。(遼寧省葫蘆島市建昌縣環(huán)境監測站)
     
    參考文獻:
     
    [1] 王芬.剩余污泥超聲破解的性能與機理研究 [D].天津大學(xué).2004
     
    [2] 王永霞,樊建軍,莫衛松.超聲波技術(shù)在污泥處理中的應用[J].重慶建筑大學(xué)學(xué)報.2007.3
     
    [3] 霍貞,王芬,季民.污泥破解技術(shù)的研究與進(jìn)展 [J].工業(yè)水處理.2005.9
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