工業廢水(shui)(shui)與生(sheng)活污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)后產生(sheng)的(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)含水(shui)(shui)量很高（接近98%）、容易腐(fu)爛、有(you)(you)(you)強(qiang)烈(lie)的(de)(de)臭(chou)味，并(bing)且(qie)還含有(you)(you)(you)多種污(wu)(wu)(wu)(wu)染物質(zhi)。該污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)費用(yong)(yong)很高，按現有(you)(you)(you)的(de)(de)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)工藝技術一般(ban)約占污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)廠總運行費用(yong)(yong)的(de)(de)15%~30%，占總投資10%~25%，致使(shi)一些污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)廠將污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)直(zhi)接排放，對(dui)(dui)生(sheng)態環境造成(cheng)嚴重的(de)(de)威脅。污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)處(chu)(chu)(chu)(chu)置已成(cheng)為困(kun)擾污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)廠和全社會的(de)(de)重大問題，其(qi)關鍵(jian)是含水(shui)(shui)量過高，經機械脫水(shui)(shui)后仍有(you)(you)(you)80%的(de)(de)含水(shui)(shui)率，后續處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)處(chu)(chu)(chu)(chu)置十分困(kun)難。所(suo)以，開(kai)發新的(de)(de)預(yu)(yu)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)工藝，提高污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)脫水(shui)(shui)率、促進后續生(sheng)物處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)成(cheng)為解(jie)決污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)問題的(de)(de)關鍵(jian)。利用(yong)(yong)超(chao)聲波對(dui)(dui)剩(sheng)余(yu)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)進行預(yu)(yu)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)可(ke)強(qiang)化(hua)有(you)(you)(you)機部分的(de)(de)生(sheng)物轉化(hua)，加快細胞(bao)溶(rong)解(jie)破裂 [1]，用(yong)(yong)于(yu)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)回流系統時可(ke)強(qiang)化(hua)細胞(bao)可(ke)溶(rong)解(jie)性，降低剩(sheng)余(yu)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)量，用(yong)(yong)于(yu)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)脫水(shui)(shui)設備(bei)時，有(you)(you)(you)利于(yu)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)脫水(shui)(shui)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)減量并(bing)且(qie)最終(zhong)減少處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)費用(yong)(yong)。

1 污泥的超聲破解及(ji)脫水(shui)機理(li)

污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)中(zhong)(zhong)所(suo)含水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分形(xing)態(tai)，盡管不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)文獻有(you)(you)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)分類，但一般(ban)都(dou)認(ren)為(wei)有(you)(you)4 種存在(zai)形(xing)態(tai)[2]，即表(biao)面吸附水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、間(jian)隙水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、毛(mao)細(xi)結(jie)合(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)和(he)內部(bu)結(jie)合(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)。不(bu)同(tong)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)難易程度差別(bie)(bie)很(hen)(hen)大(da)，應(ying)根據其(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)能，選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)，才能取得良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)。因此，測定(ding)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)能，對選(xuan)擇(ze)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)方(fang)法(fa)具(ju)有(you)(you)重要(yao)意義。目前污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)最常用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)是(shi)過(guo)濾(lv)，主要(yao)有(you)(you)2種表(biao)征過(guo)濾(lv)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)能指標(biao)：① 毛(mao)細(xi)管吸附時(shi)間(jian)（CapillarySuction Time，CST）。一般(ban)來講，CST 時(shi)間(jian)愈短，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)能愈好(hao)；②污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)比(bi)阻(zu)抗(kang)值(zhi)。比(bi)阻(zu)抗(kang)值(zhi)越(yue)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)，越(yue)難過(guo)濾(lv)，脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)能也越(yue)差。通常需采取必要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)理方(fang)法(fa)對其(qi)改性(xing)(xing)(xing)，傳統的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)調(diao)(diao)理多(duo)采用(yong)(yong)(yong)(yong)絮(xu)凝調(diao)(diao)理法(fa)，即利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)絮(xu)凝反(fan)(fan)應(ying)改變(bian)(bian)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)顆粒的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小和(he)結(jie)構，減(jian)少(shao)菌膠團的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)合(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量，從(cong)而(er)(er)有(you)(you)利(li)于后續脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)過(guo)程，將超(chao)聲(sheng)(sheng)用(yong)(yong)(yong)(yong)于污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)調(diao)(diao)理則是(shi)近年來研究者較(jiao)多(duo)關注的(de)(de)(de)(de)(de)新領域。已(yi)有(you)(you)研究表(biao)明(ming)(ming)，適(shi)當(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)超(chao)聲(sheng)(sheng)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)可改變(bian)(bian)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)顆粒的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面物(wu)(wu)化(hua)(hua)(hua)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)、減(jian)小污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)結(jie)合(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量及(ji)過(guo)濾(lv)比(bi)阻(zu)，從(cong)而(er)(er)使得污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)能得以(yi)改善。超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率范(fan)(fan)圍一般(ban)為(wei)20×103~10×106 Hz，當(dang)一定(ding)強度的(de)(de)(de)(de)(de)超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)于某一液(ye)體(ti)系統中(zhong)(zhong)時(shi)，將產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)一系列物(wu)(wu)理和(he)化(hua)(hua)(hua)學反(fan)(fan)應(ying)，并(bing)明(ming)(ming)顯(xian)改變(bian)(bian)液(ye)體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)態(tai)和(he)顆粒態(tai)物(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)(te)征。這些反(fan)(fan)應(ying)是(shi)由(you)聲(sheng)(sheng)場條件下(xia)大(da)量空(kong)化(hua)(hua)(hua)泡(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)和(he)破(po)(po)(po)滅引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)。超(chao)聲(sheng)(sheng)空(kong)化(hua)(hua)(hua)是(shi)指在(zai)很(hen)(hen)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)強下(xia)，特(te)(te)別(bie)(bie)是(shi)在(zai)低(di)頻(pin)(pin)和(he)中(zhong)(zhong)頻(pin)(pin)范(fan)(fan)圍內，液(ye)體(ti)中(zhong)(zhong)將產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)大(da)量空(kong)化(hua)(hua)(hua)泡(pao)，它們隨(sui)聲(sheng)(sheng)波(bo)改變(bian)(bian)大(da)小并(bing)最終在(zai)瞬間(jian)破(po)(po)(po)滅。氣(qi)泡(pao)破(po)(po)(po)滅時(shi)，將產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)極短暫的(de)(de)(de)(de)(de)強壓力(li)(li)脈沖，并(bing)在(zai)氣(qi)泡(pao)及(ji)其(qi)周(zhou)圍微(wei)小空(kong)間(jian)形(xing)成局部(bu)熱(re)點，產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)高(gao)溫（5 000 K），高(gao)壓（100 MPa）和(he)具(ju)有(you)(you)強烈沖擊力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)射流。當(dang)空(kong)化(hua)(hua)(hua)發(fa)生(sheng)(sheng)時(shi)，液(ye)體(ti)中(zhong)(zhong)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)很(hen)(hen)高(gao)剪切(qie)力(li)(li)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)于其(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)上，同(tong)時(shi)伴隨(sui)發(fa)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫、高(gao)壓并(bing)將產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)明(ming)(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)化(hua)(hua)(hua)學反(fan)(fan)應(ying)。在(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)，發(fa)生(sheng)(sheng)空(kong)化(hua)(hua)(hua)時(shi)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)影響有(you)(you)：①很(hen)(hen)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)流體(ti)剪切(qie)力(li)(li)；② 自由(you)基反(fan)(fan)應(ying)及(ji)化(hua)(hua)(hua)學轉化(hua)(hua)(hua)；③ 揮發(fa)性(xing)(xing)(xing)疏水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)物(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)分解(jie)。為(wei)了(le)考察超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)破(po)(po)(po)解(jie)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)是(shi)空(kong)化(hua)(hua)(hua)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)時(shi)氣(qi)泡(pao)破(po)(po)(po)滅產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)力(li)(li)剪切(qie)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)，還(huan)是(shi)自由(you)基反(fan)(fan)應(ying)引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)細(xi)胞分解(jie)，王芬(fen)等[3] 研究了(le)超(chao)聲(sheng)(sheng)破(po)(po)(po)解(jie)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)(ming)，超(chao)聲(sheng)(sheng)破(po)(po)(po)解(jie)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)主要(yao)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)途徑是(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)剪切(qie)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)械作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)，這與(yu)超(chao)聲(sheng)(sheng)處理難降解(jie)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)機(ji)理有(you)(you)所(suo)不(bu)同(tong)。

2 污泥脫水(shui)的超聲處理

污泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)脫水(shui)(shui)(shui)性能很(hen)大(da)程度(du)取決于污泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)結構(gou)。改變污泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)結構(gou)可以大(da)大(da)提(ti)高污泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)脫水(shui)(shui)(shui)性能，污泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)量也會大(da)幅度(du)減少。菌(jun)(jun)膠(jiao)團(tuan)(tuan)(tuan)具(ju)有良好的(de)(de)(de)(de)保(bao)水(shui)(shui)(shui)性，內(nei)部包(bao)含水(shui)(shui)(shui)約占總水(shui)(shui)(shui)量的(de)(de)(de)(de)25%，這(zhe)些菌(jun)(jun)膠(jiao)團(tuan)(tuan)(tuan)使(shi)污泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)水(shui)(shui)(shui)分難以脫除，利(li)用(yong)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)可以破(po)壞(huai)菌(jun)(jun)膠(jiao)團(tuan)(tuan)(tuan)。聲(sheng)(sheng)(sheng)能密度(du)為0.11~0.22 W/mL 的(de)(de)(de)(de)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)處(chu)(chu)理(li)可以破(po)壞(huai)菌(jun)(jun)膠(jiao)團(tuan)(tuan)(tuan)強度(du)結構(gou)，使(shi)菌(jun)(jun)膠(jiao)團(tuan)(tuan)(tuan)內(nei)部包(bao)含水(shui)(shui)(shui)排出，同(tong)時(shi)保(bao)持較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)污泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)顆粒，污泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)沉降性有所提(ti)高[4]。而且超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)在水(shui)(shui)(shui)中產生的(de)(de)(de)(de)各(ge)種效(xiao)應受(shou)頻率影響(xiang)很(hen)大(da)，低(di)頻（＜100 kHz）機(ji)械(xie)效(xiao)應較(jiao)好，高頻化學效(xiao)應較(jiao)強，由(you)于污泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)處(chu)(chu)理(li)主要利(li)用(yong)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)機(ji)械(xie)效(xiao)應，因此(ci)低(di)頻下效(xiao)果較(jiao)好。41、207、360、616、1 068、3 217 kHz 下的(de)(de)(de)(de)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)處(chu)(chu)理(li)污泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)菌(jun)(jun)膠(jiao)團(tuan)(tuan)(tuan)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)率隨著超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)頻率的(de)(de)(de)(de)升(sheng)高而降低(di)，41 kHz 下處(chu)(chu)理(li)效(xiao)率是3 217 kHz下處(chu)(chu)理(li)效(xiao)率的(de)(de)(de)(de)9.7倍，因此(ci)污泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)處(chu)(chu)理(li)中通常利(li)用(yong)不超(chao)過(guo)40 kHz的(de)(de)(de)(de)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)。

對(dui)于(yu)大(da)量(liang)(liang)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)，超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)技術(shu)可(ke)(ke)(ke)(ke)作(zuo)(zuo)為一種(zhong)預處(chu)(chu)理(li)(li)(li)技術(shu)與其(qi)他方(fang)法如(ru)厭(yan)氧(yang)、好氧(yang)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)技術(shu)聯用(yong)(yong)(yong)，然而(er)(er)(er)對(dui)于(yu)每一種(zhong)應用(yong)(yong)(yong)，超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)輸入(ru)和(he)細(xi)胞(bao)分(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)程(cheng)度(du)及厭(yan)氧(yang)消化(hua)時(shi)間(jian)都有(you)(you)優化(hua)組合(he)。Ying•Chih Chu 等(deng)[5]研(yan)究(jiu)了超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)與堿解(jie)聯合(he)破解(jie)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果，實(shi)(shi)驗得出(chu)投堿和(he)超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)同(tong)時(shi)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)比單(dan)獨的(de)(de)(de)(de)(de)投堿處(chu)(chu)理(li)(li)(li)效(xiao)(xiao)果更高(gao)(gao)(gao)(gao)。據有(you)(you)關報道，德國利(li)用(yong)(yong)(yong)超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)減(jian)(jian)量(liang)(liang)已(yi)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)實(shi)(shi)際應用(yong)(yong)(yong)階段(duan)[6]，而(er)(er)(er)國內在(zai)這方(fang)面的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)基(ji)本上處(chu)(chu)于(yu)初步實(shi)(shi)驗研(yan)究(jiu)階段(duan)，仍需進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)一步爭取進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)實(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)階段(duan)。污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)中(zhong)(zhong)常采(cai)用(yong)(yong)(yong)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)技術(shu)，這是(shi)(shi)一種(zhong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)效(xiao)(xiao)率高(gao)(gao)(gao)(gao)、既(ji)經濟又簡單(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)化(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)技術(shu)。絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)已(yi)成(cheng)(cheng)為污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)首(shou)要選(xuan)擇，很多文獻表(biao)明(ming)，添加絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)是(shi)(shi)對(dui)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)有(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)方(fang)式。化(hua)學調(diao)理(li)(li)(li)過(guo)(guo)程(cheng)本身就是(shi)(shi)化(hua)學反應過(guo)(guo)程(cheng)，超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)對(dui)均(jun)(jun)相(xiang)和(he)非均(jun)(jun)相(xiang)反應體(ti)(ti)系(xi)(xi)一般(ban)都有(you)(you)強化(hua)效(xiao)(xiao)果，也(ye)促(cu)(cu)(cu)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)了絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)水(shui)(shui)解(jie)、凝(ning)(ning)聚(ju)和(he)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)過(guo)(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)[7]。JanuaryBBien等(deng)[8]認為超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)能(neng)(neng)(neng)改(gai)變(bian)作(zuo)(zuo)為絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)結構，從(cong)而(er)(er)(er)提高(gao)(gao)(gao)(gao)脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)性能(neng)(neng)(neng)。表(biao)面電(dian)(dian)勢(shi)是(shi)(shi)衡(heng)量(liang)(liang)脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)性能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)一個重要參數，在(zai)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)中(zhong)(zhong)加入(ru)高(gao)(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)可(ke)(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)改(gai)變(bian)其(qi)表(biao)面電(dian)(dian)勢(shi)。超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)高(gao)(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)一定時(shi)間(jian)，可(ke)(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)使(shi)電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)分(fen)(fen)(fen)(fen)支(zhi)減(jian)(jian)少(shao)，鏈節變(bian)短(duan)，更有(you)(you)利(li)于(yu)脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)。另外，超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)對(dui)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)預處(chu)(chu)理(li)(li)(li)，還可(ke)(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)縮短(duan)厭(yan)氧(yang)發酵(jiao)時(shi)間(jian)[9]，減(jian)(jian)少(shao)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)。 Wolny 等(deng)[10] 的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)，通(tong)過(guo)(guo)超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)對(dui)脫(tuo)(tuo)除(chu)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)含量(liang)(liang)有(you)(you)明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)。超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)是(shi)(shi)改(gai)變(bian)高(gao)(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)內部(bu)結構，當超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)時(shi)間(jian)和(he)頻(pin)(pin)率選(xuan)擇合(he)適(shi)時(shi)，可(ke)(ke)(ke)(ke)提高(gao)(gao)(gao)(gao)脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率，不(bu)過(guo)(guo)這個時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)選(xuan)擇根據高(gao)(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)類型會(hui)不(bu)同(tong)。在(zai)超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)15 s后添加聚(ju)合(he)高(gao)(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)3 mg/g，可(ke)(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)使(shi)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)(ti)積(ji)減(jian)(jian)少(shao)至原(yuan)來的(de)(de)(de)(de)(de)50%。超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)5~10 min時(shi)活細(xi)菌數量(liang)(liang)大(da)大(da)減(jian)(jian)少(shao)。超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)幾十秒(miao)，就可(ke)(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)減(jian)(jian)少(shao)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)50%，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)后的(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)(ti)積(ji)比無超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)減(jian)(jian)少(shao)65%。超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)促(cu)(cu)(cu)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)常見(jian)工藝(yi)為：城市(shi)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)- 重力沉降(jiang)-超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)-機(ji)械(xie)脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)。超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)能(neng)(neng)(neng)有(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)破壞菌膠(jiao)團(tuan)結構，將其(qi)中(zhong)(zhong)內部(bu)包含水(shui)(shui)釋(shi)放成(cheng)(cheng)為可(ke)(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)比較容易去除(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)(fen)。E.Riera-Francode Sarabia等(deng)[11]把高(gao)(gao)(gao)(gao)能(neng)(neng)(neng)超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)運用(yong)(yong)(yong)到(dao)分(fen)(fen)(fen)(fen)離過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)，以(yi)(yi)(yi)促(cu)(cu)(cu)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)流體(ti)(ti)/ 固(gu)體(ti)(ti)顆(ke)粒的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)離。他們(men)指出(chu)，盡(jin)管在(zai)液(ye)態(tai)懸浮體(ti)(ti)系(xi)(xi)中(zhong)(zhong)，團(tuan)聚(ju)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)不(bu)如(ru)氣體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)明(ming)顯，然而(er)(er)(er)超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)可(ke)(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)有(you)(you)助于(yu)高(gao)(gao)(gao)(gao)濃度(du)細(xi)小顆(ke)粒體(ti)(ti)系(xi)(xi)比如(ru)料漿和(he)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)。他們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)顯示，頻(pin)(pin)率在(zai)10 和(he)20 kHz 下，超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)可(ke)(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)促(cu)(cu)(cu)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)過(guo)(guo)濾過(guo)(guo)程(cheng)固(gu)、液(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)離。

白曉慧等(deng)(deng)[12]認為(wei)(wei)采用超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)處(chu)理(li)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)和(he)(he)(he)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)是(shi)可(ke)行(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)。超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)對混凝也有一(yi)(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)促進(jin)(jin)(jin)作用，當超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)通(tong)過有微小(xiao)絮(xu)體(ti)(ti)顆(ke)粒的(de)(de)(de)(de)流體(ti)(ti)介質時，其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)顆(ke)粒開始(shi)與(yu)介質一(yi)(yi)(yi)起振動(dong)，但(dan)由于(yu)大小(xiao)不同的(de)(de)(de)(de)粒子(zi)具(ju)有不同的(de)(de)(de)(de)振動(dong)速度，顆(ke)粒將相互碰(peng)撞、粘(zhan)合(he)，體(ti)(ti)積(ji)和(he)(he)(he)質量(liang)均增(zeng)大。當粒子(zi)變大已不能(neng)隨(sui)超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)振動(dong)時，只能(neng)做無規則運動(dong)，繼續碰(peng)撞、粘(zhan)合(he)、變大，最終沉淀(dian)。他們還(huan)指出破解(jie)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)需低頻、高(gao)強(qiang)度超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)，對每一(yi)(yi)(yi)種應用，對于(yu)超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)能(neng)量(liang)輸入和(he)(he)(he)細胞分解(jie)程度及(ji)厭氧消化(hua)時間都有必要進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)優化(hua)組合(he)。韓萍芳等(deng)(deng)[13]初步(bu)研究(jiu)了(le)超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)處(chu)理(li)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響因(yin)素，大功率(lv)(lv)(lv)超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)可(ke)以(yi)降(jiang)(jiang)解(jie)生物(wu)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)，釋(shi)放出其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)有機(ji)物(wu)，小(xiao)功率(lv)(lv)(lv)超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)能(neng)夠改(gai)(gai)善污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)膨脹(zhang)特性，提高(gao)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)沉淀(dian)特性和(he)(he)(he)脫水(shui)能(neng)力，降(jiang)(jiang)低污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)含水(shui)率(lv)(lv)(lv)，達到減量(liang)的(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)。實(shi)驗結合(he)使(shi)用絮(xu)凝劑聚丙烯酰胺（PAM）和(he)(he)(he)抽(chou)濾手段，20 kHz的(de)(de)(de)(de)超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)在(zai)輸入功率(lv)(lv)(lv)為(wei)(wei)44 W的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)下(xia)(xia)處(chu)理(li)剩余污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)90 s就可(ke)以(yi)使(shi)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)干基含水(shui)率(lv)(lv)(lv)從(cong)(cong)15.978 降(jiang)(jiang)到6.2 g/g。張光明等(deng)(deng)[14]較全(quan)面的(de)(de)(de)(de)介紹了(le)超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)處(chu)理(li)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)果，以(yi)及(ji)目(mu)前取得的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)進(jin)(jin)(jin)展(zhan)。在(zai)適當的(de)(de)(de)(de)操作條(tiao)件(jian)下(xia)(xia)，超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)可(ke)以(yi)迅速改(gai)(gai)變污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)結構(gou)，釋(shi)放菌膠(jiao)團包含水(shui)從(cong)(cong)而促進(jin)(jin)(jin)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)減量(liang)化(hua)和(he)(he)(he)穩(wen)定(ding)化(hua)。高(gao)強(qiang)度的(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)也可(ke)以(yi)加(jia)快污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)水(shui)解(jie)、提高(gao)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)可(ke)生化(hua)性以(yi)及(ji)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)沼氣(qi)產量(liang)。

殷(yin)絢等[15]研(yan)究(jiu)了污(wu)(wu)(wu)(wu)泥的(de)(de)(de)脫水(shui)(shui)性(xing)與其結(jie)(jie)合(he)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)關系(xi)，根據(ju)Heukelekian 和(he)Weisberg’s 的(de)(de)(de)理論(lun)，結(jie)(jie)合(he)水(shui)(shui)含(han)量(liang)(liang)可(ke)(ke)以(yi)(yi)通過膨脹計(ji)法(fa)測得，實驗結(jie)(jie)果表(biao)明(ming)，較(jiao)小聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)強超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波（＜600 W/m2）處理較(jiao)短時(shi)(shi)間有利于減(jian)少(shao)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥的(de)(de)(de)結(jie)(jie)合(he)水(shui)(shui)，但是加大聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)強以(yi)(yi)及延長(chang)處理時(shi)(shi)間效果變差，其機理可(ke)(ke)能是超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波促混凝作用(yong)和(he)細胞外聚合(he)物（Extracellular Polymeric Substances，EPS）對污(wu)(wu)(wu)(wu)泥顆粒團(tuan)聚作用(yong)的(de)(de)(de)共同(tong)結(jie)(jie)果。平均聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)強400 W/m2左右，超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)處理2~4 min，可(ke)(ke)以(yi)(yi)使污(wu)(wu)(wu)(wu)泥的(de)(de)(de)結(jie)(jie)合(he)水(shui)(shui)含(han)量(liang)(liang)（以(yi)(yi)干(gan)基計(ji)）由原(yuan)來的(de)(de)(de)16.7 降(jiang)到(dao)2.0 g/g 以(yi)(yi)下(xia)。同(tong)時(shi)(shi)殷(yin)絢等[15]307 研(yan)究(jiu)了超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)對污(wu)(wu)(wu)(wu)泥脫水(shui)(shui)性(xing)能的(de)(de)(de)影響，在污(wu)(wu)(wu)(wu)泥板框壓濾(lv)實驗中，利用(yong)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)結(jie)(jie)合(he)絮(xu)凝劑PAM處理污(wu)(wu)(wu)(wu)泥的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)，對比了有、無超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)對污(wu)(wu)(wu)(wu)泥壓濾(lv)脫水(shui)(shui)的(de)(de)(de)效果，研(yan)究(jiu)結(jie)(jie)果表(biao)明(ming)：超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)可(ke)(ke)以(yi)(yi)降(jiang)低(di)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥含(han)水(shui)(shui)率(lv)，使其從最(zui)初含(han)水(shui)(shui)率(lv)近98%減(jian)少(shao)到(dao)81%，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥的(de)(de)(de)體積減(jian)少(shao)為最(zui)初的(de)(de)(de)1/10。超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)強為410W/m2，超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)處理時(shi)(shi)間2.5 min 為較(jiao)優處理條件(jian)，同(tong)時(shi)(shi)絮(xu)凝劑的(de)(de)(de)使用(yong)量(liang)(liang)（以(yi)(yi)干(gan)基計(ji)），從0.17%降(jiang)至0.16%。

3 影響(xiang)污(wu)泥脫水超聲處理的(de)因(yin)素

3.1 超聲(sheng)場(chang)的影響(xiang)

3.1.1 頻率、功率的影響

目(mu)前，多(duo)數超聲(sheng)(sheng)(sheng)破解污(wu)(wu)(wu)泥(ni)的(de)試驗(yan)是在18~25 KHz范圍內開(kai)展(zhan)的(de)，經過試驗(yan)證實應使用(yong)頻率較低(di)的(de)超聲(sheng)(sheng)(sheng)波。超聲(sheng)(sheng)(sheng)功(gong)率對(dui)(dui)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)的(de)處(chu)理效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)有(you)(you)(you)很大影(ying)響(xiang)。韓萍芳(fang)等[13]133 研究了超聲(sheng)(sheng)(sheng)功(gong)率對(dui)(dui)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)脫(tuo)水(shui)(shui)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)的(de)影(ying)響(xiang)，由其實驗(yan)結果(guo)可知，大功(gong)率超聲(sheng)(sheng)(sheng)波可以降解生(sheng)物污(wu)(wu)(wu)泥(ni)，釋(shi)放(fang)其中有(you)(you)(you)機物；小(xiao)功(gong)率超聲(sheng)(sheng)(sheng)波能夠改善污(wu)(wu)(wu)泥(ni)的(de)膨脹特性，提高污(wu)(wu)(wu)泥(ni)沉淀特性和脫(tuo)水(shui)(shui)能力，達(da)到污(wu)(wu)(wu)泥(ni)減量的(de)目(mu)的(de)。同時(shi)也研究了超聲(sheng)(sheng)(sheng)處(chu)理時(shi)間對(dui)(dui)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)脫(tuo)水(shui)(shui)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)的(de)影(ying)響(xiang)以及(ji)(ji)對(dui)(dui)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)釋(shi)放(fang)有(you)(you)(you)機物的(de)影(ying)響(xiang)并指出在實際(ji)應用(yong)時(shi)應根據污(wu)(wu)(wu)泥(ni)脫(tuo)水(shui)(shui)及(ji)(ji)釋(shi)放(fang)有(you)(you)(you)機物的(de)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)，綜合考慮超聲(sheng)(sheng)(sheng)處(chu)理時(shi)間及(ji)(ji)功(gong)率的(de)大小(xiao)。

3.1.2 聲能密度、聲強的影(ying)響

聲(sheng)能(neng)密度是(shi)影(ying)響破(po)(po)(po)解(jie)速(su)度與(yu)反應(ying)器設計的一(yi)個重要(yao)(yao)參數。目(mu)前，研究(jiu)(jiu)所涉及的聲(sheng)能(neng)密度范圍主要(yao)(yao)集中(zhong)在0.11~10 W/mL。一(yi)般(ban)說來(lai)，污(wu)泥的破(po)(po)(po)解(jie)速(su)率隨著(zhu)聲(sheng)能(neng)密度的增(zeng)大(da)而(er)增(zeng)加，但(dan)是(shi)也存在著(zhu)最優(you)值(zhi)問題。聲(sheng)強也是(shi)影(ying)響超(chao)聲(sheng)破(po)(po)(po)解(jie)污(wu)泥的一(yi)個重要(yao)(yao)因素(su)。目(mu)前研究(jiu)(jiu)所涉及的聲(sheng)強范圍為(wei)(wei)(wei)0.11~100 W/cm2。一(yi)般(ban)而(er)言(yan)，污(wu)泥破(po)(po)(po)解(jie)速(su)度隨著(zhu)聲(sheng)強的增(zeng)大(da)而(er)增(zeng)大(da)。Lorimer[16]研究(jiu)(jiu)認為(wei)(wei)(wei)，在水中(zhong)產(chan)生超(chao)聲(sheng)空(kong)化的最低聲(sheng)強為(wei)(wei)(wei)0.4 W/cm2，但(dan)是(shi)，在聲(sheng)強為(wei)(wei)(wei)0.1 W/cm2 時(shi)，仍然觀察到(dao)了污(wu)泥破(po)(po)(po)解(jie)現象。這可(ke)(ke)能(neng)是(shi)因為(wei)(wei)(wei)污(wu)泥中(zhong)存在大(da)量細小(xiao)顆粒及小(xiao)氣泡可(ke)(ke)以作為(wei)(wei)(wei)空(kong)化氣泡核，產(chan)生空(kong)化效應(ying)。

3.1.3 空化氣體的(de)影響

目(mu)前，超聲破(po)解(jie)污泥的(de)研究(jiu)，還未見有(you)報(bao)道空(kong)化氣體影響(xiang)的(de)。但是，一些學者[17-18]在研究(jiu)超聲降(jiang)解(jie)水(shui)體中酚類時發(fa)現，O2 對(dui)酚類降(jiang)解(jie)有(you)較(jiao)大的(de)促進作用。另有(you)學者[19]則發(fa)現空(kong)氣與(yu)氬(ya)氣的(de)混(hun)合氣體對(dui)酚類的(de)降(jiang)解(jie)效果較(jiao)好。

3.2 反應器的設計與換能器的影響

反(fan)(fan)應器(qi)(qi)設(she)計(ji)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是在(zai)(zai)恒定輸出功率條件下，盡(jin)可能提高混響強(qiang)(qiang)度，增(zeng)強(qiang)(qiang)空化(hua)效果(guo)。劉紅等[20] 得到聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)強(qiang)(qiang)在(zai)(zai)平面分布是不均(jun)勻的(de)(de)，在(zai)(zai)距(ju)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)換能器(qi)(qi)最近的(de)(de)位置聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)強(qiang)(qiang)最大(da)，隨著距(ju)離的(de)(de)增(zeng)大(da)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)強(qiang)(qiang)逐漸減小，而且由于清洗槽及(ji)(ji)燒杯內(nei)會發生聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波的(de)(de)反(fan)(fan)射，造成部分區域超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波疊加(jia)或抵消(xiao)(xiao)。為改善反(fan)(fan)應器(qi)(qi)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)場均(jun)勻性，消(xiao)(xiao)除駐波影響，通(tong)常采(cai)用調頻方式。聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)學反(fan)(fan)應器(qi)(qi)的(de)(de)類型為：聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)變幅桿浸入式聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)學反(fan)(fan)應器(qi)(qi)和超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)清洗槽式聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)學反(fan)(fan)應器(qi)(qi)，并對(dui)這2種反(fan)(fan)應器(qi)(qi)的(de)(de)優缺點進行對(dui)比[21]。許(xu)多研究者在(zai)(zai)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)處(chu)理(li)污泥(ni)研究中(zhong)都(dou)采(cai)用聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)變幅桿浸入式聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)學反(fan)(fan)應器(qi)(qi)，筆者認為，在(zai)(zai)以后工作中(zhong)應注重污泥(ni)處(chu)理(li)量(liang)的(de)(de)增(zeng)加(jia)并考慮超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)清洗槽式反(fan)(fan)應器(qi)(qi)的(de)(de)應用，加(jia)強(qiang)(qiang)反(fan)(fan)應器(qi)(qi)的(de)(de)合理(li)設(she)計(ji)及(ji)(ji)換能器(qi)(qi)等多種因(yin)素對(dui)實驗(yan)結果(guo)的(de)(de)影響。

3.3 污泥(ni)自身條件及(ji)其它因素的(de)影響

3.3.1 污(wu)泥(ni)濃(nong)度、pH 值的影響

目(mu)前，超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)破解污泥(ni)主要集中在對未經濃縮的(de)(de)污泥(ni)進(jin)(jin)行(xing)研究(jiu)，被破解污泥(ni)的(de)(de)濃度范(fan)圍為(wei)3 000~6 000 mg/L（由于試驗條(tiao)件相差較(jiao)大(da)，無(wu)法(fa)對其進(jin)(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)），而(er)對污泥(ni)濃度對超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)破解效果的(de)(de)影響(xiang)(xiang)研究(jiu)較(jiao)少。對于很多反應(ying)來說(shuo)，pH 值都是(shi)一重要影響(xiang)(xiang)因素。溶(rong)液(ye)pH 值對污泥(ni)的(de)(de)物化性(xing)質有(you)較(jiao)大(da)影響(xiang)(xiang)，進(jin)(jin)而(er)會影響(xiang)(xiang)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)破解的(de)(de)效果。目(mu)前，僅有(you)關于超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)破解堿性(xing)污泥(ni)的(de)(de)研究(jiu)報(bao)道(dao)[22]。結(jie)果表明，調(diao)節污泥(ni)pH 值至堿性(xing)后，有(you)利于污泥(ni)的(de)(de)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)破解。目(mu)前，未見有(you)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)破解酸性(xing)污泥(ni)的(de)(de)報(bao)道(dao)。

3.3.2 溫(wen)度及其他因素的(de)影響

孫光躍等[23] 提(ti)到了(le)組成活(huo)(huo)性(xing)污泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)微生物，其最適合的(de)(de)(de)生長溫度(du)為(wei)15~35益(yi)，介紹了(le)進水溫度(du)對活(huo)(huo)性(xing)污泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)主要(yao)影響。韓萍芳等[13]137研究(jiu)了(le)超(chao)聲波對不同季(ji)節污泥(ni)(ni)(ni)處(chu)理(li)效果(guo)。夏(xia)季(ji)污泥(ni)(ni)(ni)比冬(dong)季(ji)污泥(ni)(ni)(ni)釋(shi)放出的(de)(de)(de)有機物多，夏(xia)季(ji)污泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)脫水效果(guo)優于(yu)冬(dong)季(ji)污泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)脫水效果(guo)。有毒(du)物質、油類、表面活(huo)(huo)性(xing)劑(ji)以(yi)及工廠所用原油及其他(ta)化工原料的(de)(de)(de)來(lai)源，生產工藝條件、廢水處(chu)理(li)的(de)(de)(de)操作條件，均會影響剩余污泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)性(xing)質，所以(yi)應進一步研究(jiu)污泥(ni)(ni)(ni)性(xing)質的(de)(de)(de)變(bian)化情況(kuang)及其對超(chao)聲處(chu)理(li)效果(guo)的(de)(de)(de)影響。

4 結論

超聲(sheng)(sheng)(sheng)化學作為一門前沿學科，特別是在(zai)國內，對聲(sheng)(sheng)(sheng)化學的研究(jiu)還(huan)不(bu)深入，雖然超聲(sheng)(sheng)(sheng)已用于污泥脫(tuo)水工藝，并取得了一些成(cheng)果，還(huan)是有很(hen)多開拓性(xing)的工作值(zhi)得我(wo)們研究(jiu)。超聲(sheng)(sheng)(sheng)對污泥進(jin)行預處理，能夠改變污泥的特性(xing)，破壞菌膠團(tuan)結(jie)(jie)構，促進(jin)污泥絮凝(ning)脫(tuo)水，提高污泥脫(tuo)水性(xing)能，結(jie)(jie)合機械(xie)脫(tuo)水的方(fang)式(shi)，可減少污泥的體(ti)積。污泥處理費用占(zhan)污水處理場基(ji)建運行費用的40%以(yi)上，所(suo)以(yi)超聲(sheng)(sheng)(sheng)促進(jin)污泥脫(tuo)水，僅(jin)減量(liang)化一項就(jiu)可節(jie)約大量(liang)資金。超聲(sheng)(sheng)(sheng)影響污泥脫(tuo)水的因(yin)素(su)很(hen)多也很(hen)復雜，在(zai)以(yi)后實驗中應充(chong)分(fen)考慮。

我認為(wei)以后(hou)的(de)研究重點應(ying)是(shi)：① 對不同形狀(zhuang)超(chao)聲(sheng)(sheng)發生器處(chu)理(li)結果(guo)進(jin)行對比；② 不同頻率相(xiang)互作用效(xiao)果(guo)的(de)研究；③ 很多研究表明，多種絮(xu)(xu)凝(ning)劑(ji)復配(pei)使用會比單一種絮(xu)(xu)凝(ning)劑(ji)效(xiao)果(guo)要好(hao)，建議可以考慮(lv)其(qi)(qi)他絮(xu)(xu)凝(ning)劑(ji)聯(lian)合使用；④ 超(chao)聲(sheng)(sheng)波技術與其(qi)(qi)他技術聯(lian)合應(ying)用；⑤ 解決超(chao)聲(sheng)(sheng)處(chu)理(li)從實驗室走向實際(ji)應(ying)用中存在的(de)超(chao)聲(sheng)(sheng)反(fan)應(ying)器的(de)材料、設(she)計、功(gong)耗、處(chu)理(li)效(xiao)果(guo)、經濟成(cheng)本(ben)等關(guan)鍵性問題。進(jin)一步研究與污水處(chu)理(li)工藝的(de)合理(li)組(zu)合，這樣才能(neng)發揮超(chao)聲(sheng)(sheng)波的(de)特點并為(wei)其(qi)(qi)在實際(ji)工程的(de)應(ying)用打下基礎。

5 參考文獻略

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章