Journal of Green Science and Technology
n m it
第14期
超声法在污泥减量技术中的研究进展
王金双，赵继红，刘永德
(河南工业大学化学化工与环境学院，河南郑州450001)
摘要：指出了随着社会的发展，污水处理行业也在飞速的进步，但巨量的剩余污泥治理问题也随之而来。 传统的污泥处理方法一般采用堆肥的方法处理活性污泥，但是工艺时间较长，且会造成二次污染。利用超 声法处理污泥很好地解决了这些问题，超声法具有工艺简单，效果明显的优点。主要阐述了超声法在污泥 减量技术中的研究进展，并对污泥减量进行了展望。关键词：污泥减量化；超声；应用进展中图分类号：X703. 1
文献标识码：A
文章编号：1674-9944(2018)14-0124-02
1引言
3超声在污泥减量化中的应用进展
随着我国工业化和城镇化规模的扩大，进而导致污
水处理厂处理的污水量急剧增加，而治理污水的过程中 产生了大量的剩余污泥。城市污水处理厂剩余污泥的 处理费用约占污水处理厂总运行费用的25%〜40%, 有时甚至高达60%[1]。传统的填埋、焚烧和堆肥等污 泥减量处理技术因其需占用大量的土地、产生二次污染 等缺点而越来越受限制。而超声法减量污泥具有无污 染和破解速率高等优点，很好地解决了传统处理法的弊 端。近年来，越来越多的学者开始研究超声波技术在污 泥预处理领域的应用。笔者综述近几年超声波在污泥 减量化中的应用进展，并在此基础上展望其应用前景。
3.1超声频率的影响
王梦溪等[2]采用20kHz超声波，在不同的声能密 度和超声时间下处理微膨胀活性污泥，研究低能量密度 超声波处理对活性污泥的沉降性能及污泥减量的影响。 结果表明：超声波处理可改善污泥沉降性能和实现污泥 减量。适宜的超声处理时间为30〜40 S。超声处理后， 泥水界面沉降速率可提高52%，污泥容积指数（SVI)可 由202.9 mL/g下降到151 mL/g左右，污泥减量率为 12.5%。在超声波处理40 s时污泥减少已基本完成， 而上清液的溶解性化学需氧量（SCOD)在40 s之后还 在大幅升高，从絮体中释放出来的污泥的溶解液化相对 滞后。马继华等M将低能量密度超声波/碱协同溶胞与 水解酸化耦合用于其污泥预处理，并以传统活性污泥工 艺进行生物降解。研究表明低能量密度超声波/碱协同 溶胞一隐性生长污泥减量工艺在技术上和经济上都是 可行的。
3.2超声时间的影响
喻艳菁等w研究了超声声能密度和超声时间对剩 余污泥的粒径和溶出物（蛋白质、多糖、DNA、COD及 BOD)溶出的影响。在脉冲比2 : 1和超声时间10 min 的条件下，声能密度为〇. 2 W/mL时出现一个污泥粒 径变化的转折点，当小于转折点时污泥粒径随声能密度 增加明显下降，而当大于转折点时污泥粒径几乎不受声 能密度影响.在脉冲比2 : 1和声能密度0. 8 W/mL的 条件下，超声时间5 min是个转折点。上清液中溶出物 的浓度随超声波声能密度或超声时间的增加而增加，各 溶出物指标之间存在显著的相关关系，溶出物指标中蛋
2剩余污泥的特点
剩余污泥是指活性污泥系统中从二次沉淀池（或沉
淀区)排出系统外的活性污泥。剩余污泥具有以下特 点：①含水率高，未脱水污泥含水率大于90%，初步脱 水污泥含水率也高达80%，运输成本高，堆放占地面积 大。②污泥中含有多种矿物质，并含有较多的氮、磷等 植物养分和铜、锌、铬、汞等重金属离子及其盐类。污泥 用于土地用途时，如果施用不当，则可能污染土地。③ 有机物含量高，因此拥有较高的热值，干燥后的热值相 当于褐煤的水平，但易腐败并散发恶臭，影响大气环境 质量。④污泥中含有大量的寄生虫卵、微生物、病原体， 以及多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有 害物质。由于剩余污泥具有以上性质，所以很难被妥善 的减量化。
收稿日期：2018-05-28
基金项目：河南省科技研发专项项目（编号：182107000006)
作者简介：王金双（1992—），男，硕士研究生，研究方向为环境与化学化工。
参考文献：
[1]张洪宪.试论建设项目环保设施竣工验收监测时的环境管理□].
[3]吴怀民，孙蕾.建设项目环保设施竣工验收:监测中的几个问题
[J].环境监测管理与技术，2001,13(3):1〜2,9.
[4]佟敬军，金福杰.建设项目竣工环保验收相关问题的探讨[J].环境
资源节约与环保，2014(2) :82.
[幻谢燕.建设项目环保设施竣工验收监测的几点思考[J].科技风，
2015(8):174〜174.
保护科学，2013,39(3):99〜102.
124
王金双，等：超声法在污泥减量技术中的研究进展
环境与安全
白质指标可以较好地反映出污泥破解状态。张宁宁 等[5]研究了不同超声时间对污泥破解效果的影响。结 果表明，随着超声时间的延长，污泥滤液中的COD、 NH3-N和TP都逐渐增大，但是它们增大的幅度并不 一致，并且最佳超声时间为20 min。3.2超声声能密度的影响
王怡等M在20 kHz的超声频率下，测试了声能密 度和超声作用时间对剩余污泥破解的影响，以获得最佳 的超声破解条件。在此基础上对污泥进行超声处理，并 将超声处理后的污泥进一步厌氧水解，考察将水解产物 用作反硝化碳源的可行性。结果表明，最佳超声处理条 件是:作用时间为10 min，声能密度为1. 2 W/mL。在 此条件下超声预处理剩余污泥后厌氧水解48 h， MLVSS的减量率为控制样的2倍，SCOD浓度为控制 样的1.96倍，总挥发性有机酸浓度为控制样的1. 69 倍。Zhang等[7]通过固定超声时间为10 min，研究了不 同的超声声能密度对污泥超声破解的影响。结果表明， 当超声声能密度由〇. 2 W/mL増加到0.5 W/mL时， 污泥的破解率提高4. 5%，所以较高的超声声能密度可 以提高污泥的破解率和细胞裂解程度，促进污泥失去 活性。
量技术，能够降低污水处理厂污泥处理的费用，可以有
效防止对环境造成严重污染。因此超声波技术是，是未来污泥减量化研究的重要发展方向。与此同时，超声技术也可以联合其他处理技术（臭氧、磁场耦合、Fenton等)协同处理剩余污泥，也具有广阔的发展前景。参考文献：
[1] Low E W, Chase H A. Reducing production of excess biomass
during wastewater treatment [J]. Water Research, 1999, 33(5)： 1119〜1132.
[2] 王梦杰，员建，马华继，等.低强度超声波对膨胀活性污泥沉降
性能及污泥减量的影响[J].化工进展，2017，36(3): 1134 〜1139.
[3] 马华继.低能量密度超声波/碱协同溶胞一隐性生长污泥减量研
究[D].天津：天津大学，2012.
[4] 喻艳菁，丁国际，邱慧琴，等.超声处理对剩余污泥的粒径和溶出
物的影响[J].环境科学学报，2009, 29(4) :703〜708.
[5] 张宁宁，吴胜举.超声破解污泥实验研究[J].四川理工学院学报
(自科版），2010, 23(3):317 〜320.
[6] 王怡，刘潘，彭党聪.剩余污泥的趄声处理及资源化利用研
究[J].中国给水排水，2010, 26(23) :20〜23.
[7] Zhang P, Zhang G, Wang W. Ultrasonic treatment of biological
sludge： Floe disintegration, cell lysis and inactivation [J]. Biore- source Technology，2007，98(1):207〜210.
4超声在污泥减量化中的前景展望
超声波技术是一种经济、有效、环保的新型污泥减
Research Progress of Ultrasonic Method in Sludge Reduction Technology
Wang Jinshuang，Zhao Jihong，Liu Yongde
(College of Chemistry，Chemical and Environmental Engineering 9 Henan University of Technology 9
Zhengzhou^ Henan94：50001, China)
Abstract： With the development of society, the sewage treatment industry is also developing rapidlybut the problem of
sludge treatment has also followed. The traditional sludge treatment method usually adopts composting method to
deal with activated sludge. But the process time is long, which willcause secondary pollution. However, using ultrasonic method to treat the sludge is a good solution to these problems. The ultrasonic method has a simple process and obvious effect. In this paper, the research progress of ultrasonic method in sludge reduction technology is introduced and the sludge reduction is prospected.Key words： sludge reduction； ultrasound； application
125
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容