关于超波声化法在水处理的应用和探讨

在论坛逛了几天，寻找关于高浓度废水（特别是焦化废水）处理的一些新方法和新技术，没有发现太多关于这方面的内容。

  想向大家征询一下关于超波声化法在水处理上技术运用实例和相关情况。还有几个我手上的一些相关内容和大家分享。

超声技术在水处理中的应用
　　
用于处理微污染原水
　　
　　随着工农业生产的发展和人口的增加,加之缺乏环境保护意识,大量含有各种有毒有害物质的工业废水和生活污水未经处理或稍加处理就排入水体,造成水体污染,从而使大多数饮用水源成为微污染水源。对微污染原水进行深度处理从而进一步改善供水水质是许多水厂面临的难题之一,现行的深度处理方法如活性炭、膜法、臭氧—活性炭联用技术都存在着一定的问题。
　　
　　近年来,超声技术用于处理微污染原水的研究已展开。程爱华等用腐殖酸、Fe3+离子、SiO2、阴离子洗涤剂、苯酚等配成一定浓度的模拟微污染水,在不同的反应容器(烧杯、圆盘、圆桶)中用频率为20～24kHz,功率500W的超声波处理一段时间,结果表明,超声波对微污染水的色度、浊度、有机污染物均具有一定的去除作用,对降解色度、有机物来说,圆桶中实验效果最好,圆盘中实验效果次之,烧杯实验效果最差;对去浊而言,烧杯实验效果最好,圆桶中实验效果次之,托盘实验效果最差。刘红等将超声波用于强化微污染水的生物处理,结果表明,通过一定强度的超声波处理后,膜生物反应器的生物活性得到增强,反应器有机负荷增加,有机物净化效率提高。超声处理促进了生物活性,且功率为10W的超声波促进生物活性的效果最为明显。
　　
用于处理高浓度难降解有机废水
　　
　　超声技术可用于处理各种难降解的有机废水,目前已用于含单环芳香族化合物、多环芳烃、酚类、氯化烃、氯代烃、有机酸、染料、醇类、酮类等废水处理的研究,并取得良好的效果。在实际的工业废水中,超声技术已用于处理造纸废水、印染废水、制革废水、焦化废水、制药废水、垃圾渗滤液等,并取得较好的效果;李志建等采用超声与厌氧生化法相联合处理工艺处理碱法草浆黑液,COD去除率可达57%～69%,比单纯厌氧法提高约20%,且处理后污泥活性增加,综合毒性降低;祁梦兰等用超声处理染料废水,发现废水的可生化性提高,BOD5/COD由0.22～0.28上升到0.44～0.51;李国英等用声强为1.47W/cm2、频率为24kHz的超声波强化混凝沉淀处理制革废水,实验结果表明:先施加超声波60s,再投加混凝剂,COD去除率最高可达73.2%,比不用超声波时提高10%以上,表明超声波对混凝沉淀法处理制革废水有明显的强化作用;张子间用超声波—SBR法处理焦化废水,在声强为9.21W/cm2,处理时间为2.5min时,废水的BOD5/COD由2.0提高到4.5;胡学伟用频率18kHz、声强0.110W/cm2的超声波处理垃圾渗滤液,结果表明,在pH7、温度为55℃、处理时间为240min的条件下,渗滤液的COD由37050mg/L降低到14140mg/L,COD去除率达61.96%。
　　
用于城市污泥的处理
　　
　　超声波在污泥处理中主要用于污泥脱水和促进厌氧发酵两个方面。超声波脱水常见工艺为城市污泥→重力沉降→超声波处理→机械脱水。污泥菌胶团内部包含水约占污泥总水量的27%,而菌胶团结构稳定,难以被机械作用(压滤、离心等)破坏,造成污泥脱水困难。超声波能有效的破坏菌胶团结构,将其内部包含水释放出来,成为可以比较容易去除的自由水。A.Teihm等研究表明用31kHz、声能密度0.11W/cm3的超声波处理可以有效打破菌胶团,处理30s后污泥平均尺寸从165μm下降到135μm,处理96s后下降到85μm。同时发现污泥菌胶团的解构效率随超声波频率的升高而降低,最佳分解频率为41kHz。超声波破坏菌胶团结构后,大量被挟裹在菌胶团内的有机物被释放到水中,从而易于为微生物所用。Y.Chiu等发现,频率20kHz、声能密度0.12W/cm3的超声波处理4h将污泥中可溶性COD占总COD的比值(SCOD/TCOD)从36%提高到89%,可溶性N的比值从34%提高到42%,基本取代了污泥水解过程,从而极大的缩短污泥厌氧发酵时间并提高了污泥可生化性。U.Neis等研究表明用频率41kHz、声能密度0.10W/cm3的超声波处理30～120min,可以使污泥厌氧发酵时间从22d降到8d,比容积消化速率从437g/(m3•d)上升到1166g/(m3•d)。
　　
其他应用
　　
　　超声技术还可以用于饮用水杀菌、消毒、阻垢、去除水垢等。林卫红对超声灭菌进行了研究,指出当频率为200kHz、声强为2W/cm2时,效果最佳,并且超声灭菌效果与原水中的细菌浓度无关。刘天庆利用超声—臭氧技术处理循环冷却水系统中的生物垢,发现用频率为20kHz、振幅为20%的超声处理,可有效地控制生物垢的生长,该技术还可以移除90%以上已形成的生物垢。

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