污泥的物理调理技术——超声波调理技术

超声波是指频率为2×10的4次方～10的7次方Hz的声波，20世纪70年代，人们逐渐认识到超声波在污水和污泥处理中的应用潜力，研究人员开始通过利用超声波提取细胞壁上的聚合物来研究污泥中微生物的表面特性。直到20世纪90年代，超声波技术被引人污泥处理研究中。超声波处理反应条件温和，污泥降解速度快，应用范围广，并且工艺简单灵活，可与其他技术结合使用，且对环境几乎无任何负面影响。污泥本身的性质如比阻、含水率等对超声波的作用效果会产生影响。通常情况下，一次污泥比较容易脱水。

超声波调理污泥的机理主要是基于超声波的空化效应，由于空化效应发生时间极短，仅介于几纳秒至微秒之间，因此气泡内的气体受压后会急剧升温，在其周期性震荡特别是崩溃过程中，会产生很强的流体剪切力，气泡中温度和压力分别激增为极大的瞬态高温和高压，而溶液温度却几乎仍然维持在室温。这种极大瞬态高温和高压条件使气泡内气体和液体界面的介质裂解，从而破坏污泥的絮凝结构而释放出有机物质，并可破坏穴气泡内的化合物，同时产生高活性的自由基（·0H和·H等)，自由基的存在又可促进化合物的分解。超声波频率不同，对污泥沉降性能和脱水性能产生影响的程度也不同。

当频率增大时，污泥沉降性能明显下降，滤饼含水率和VFA（指挥发性脂肪酸）浓度都比较高，而上清液COD值有所下降。空化作用随着超声波频率的升高愈加难以发生，一般来说，频率在10的5次方Hz以内的超声波空化效应比较明显，尤其在2×10的4次方～4×10的4次方Hz时发生最为频繁。在高频下，超声波主要发生自由基效应，会使得某些物质发生裂解，可能释放更多的有机酸，所以VFA浓度会变大。而且相对于低频作用，在高频下污泥中有机物从固相中转移到液相的难度增加，从而使得上清液中COD浓度增加。所以，低频时比高频时脱水性能要好，上清液COD值也较低。