污泥的超聲波減量優點
來源：張家港(gang)市港(gang)威科凈電(dian)子有限公(gong)司(si) 閱讀(du)：3412 更新時間：2012-11-27 09:40前(qian)幾日參加了《2012中國污泥產業(ye)促進(jin)聯盟年度大會》，頗有感想(xiang)，在此略談一點。
會議(yi)著重提到污(wu)泥(ni)四化：無(wu)害化、穩定(ding)化、減(jian)量化、資源化。
對于“無(wu)害化、穩定化、資源(yuan)化”這3化由于本人不具有(you)專業知識與水(shui)平有(you)限，在(zai)此不做討論(lun)，先著重分析下減量化。
減(jian)(jian)量(liang)(liang)(liang)(liang)化(hua)(hua)，簡單(dan)理解(jie)就(jiu)是(shi)(shi)降低污(wu)(wu)(wu)泥含水(shui)率(lv)，提高污(wu)(wu)(wu)泥含固率(lv)，這是(shi)(shi)其他三化(hua)(hua)的(de)(de)(de)前提。現在(zai)大(da)家所(suo)指(zhi)的(de)(de)(de)減(jian)(jian)量(liang)(liang)(liang)(liang)化(hua)(hua)，本人覺(jue)得不是(shi)(shi)減(jian)(jian)量(liang)(liang)(liang)(liang)化(hua)(hua)，而(er)是(shi)(shi)減(jian)(jian)容化(hua)(hua)，通過(guo)各種技術(shu)使所(suo)產生(sheng)污(wu)(wu)(wu)泥的(de)(de)(de)含水(shui)率(lv)降低，而(er)非(fei)是(shi)(shi)減(jian)(jian)少污(wu)(wu)(wu)泥的(de)(de)(de)產量(liang)(liang)(liang)(liang)，從(cong)源(yuan)頭解(jie)決污(wu)(wu)(wu)泥的(de)(de)(de)減(jian)(jian)量(liang)(liang)(liang)(liang)化(hua)(hua)，那才是(shi)(shi)污(wu)(wu)(wu)泥真(zhen)正(zheng)的(de)(de)(de)減(jian)(jian)量(liang)(liang)(liang)(liang)化(hua)(hua)。而(er)現在(zai)大(da)家所(suo)指(zhi)的(de)(de)(de)減(jian)(jian)量(liang)(liang)(liang)(liang)化(hua)(hua)是(shi)(shi)縮小所(suo)產生(sheng)污(wu)(wu)(wu)泥的(de)(de)(de)體積(ji)，只有源(yuan)頭的(de)(de)(de)減(jian)(jian)量(liang)(liang)(liang)(liang)化(hua)(hua)，那后面的(de)(de)(de)穩定化(hua)(hua)，無(wu)害化(hua)(hua)，資源(yuan)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)處置費用（建設，能源(yuan)）都會大(da)大(da)的(de)(de)(de)節省。
污(wu)(wu)水(shui)是水(shui)與泥(ni)的結合體，污(wu)(wu)泥(ni)也是水(shui)與泥(ni)的結合體，只是各自所(suo)占比例不同。污(wu)(wu)泥(ni)的水(shui)分可以分為四種：間隙水(shui)、毛細水(shui)、吸附水(shui)和內(nei)部水(shui)。
顆粒(li)間(jian)的(de)(de)(de)空(kong)(kong)隙水(shui)(shui)(shui)(shui)，約占(zhan)污泥(ni)(ni)水(shui)(shui)(shui)(shui)分的(de)(de)(de)70％，在污泥(ni)(ni)顆粒(li)間(jian)形成一些小的(de)(de)(de)毛(mao)細(xi)管(guan)，其(qi)中(zhong)充滿的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)稱(cheng)毛(mao)細(xi)水(shui)(shui)(shui)(shui)，約占(zhan)20％，顆粒(li)的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)水(shui)(shui)(shui)(shui)被(bei)吸(xi)附(fu)在顆粒(li)表(biao)面，約占(zhan)7％左(zuo)右(you)，可用(yong)加熱法脫除(chu)；存在于(yu)污泥(ni)(ni)顆粒(li)內(nei)部(bu)(bu)或微生物細(xi)胞內(nei)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)稱(cheng)為(wei)(wei)內(nei)部(bu)(bu)水(shui)(shui)(shui)(shui)，約占(zhan)污泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)3％，污泥(ni)(ni)中(zhong)水(shui)(shui)(shui)(shui)分與污泥(ni)(ni)顆粒(li)結(jie)合(he)的(de)(de)(de)程(cheng)(cheng)度由(you)大到小的(de)(de)(de)順序為(wei)(wei)：內(nei)部(bu)(bu)水(shui)(shui)(shui)(shui)>吸(xi)附(fu)水(shui)(shui)(shui)(shui)>毛(mao)細(xi)水(shui)(shui)(shui)(shui)>空(kong)(kong)隙水(shui)(shui)(shui)(shui)，結(jie)合(he)程(cheng)(cheng)度越(yue)(yue)高，越(yue)(yue)難(nan)脫除(chu)。
毛(mao)細(xi)水與吸附水可(ke)以(yi)統稱為污(wu)泥(ni)菌(jun)膠團(tuan)內部包含水，約(yue)占(zhan)污(wu)泥(ni)總水量的(de)27%，而菌(jun)膠團(tuan)結(jie)構穩定(ding)，難(nan)以(yi)為機(ji)械作用（壓濾、離心）破壞，造成脫水困難(nan)。
物(wu)理(li)(li)(li)調(diao)質方(fang)法(fa)有污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)淘(tao)洗(xi)、熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)、冷(leng)(leng)(leng)凍(dong)熔融(rong)(rong)、超聲波調(diao)節(jie)(jie)等方(fang)法(fa)，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)淘(tao)洗(xi)主(zhu)(zhu)要用于(yu)(yu)(yu)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)消化預處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)，目的(de)(de)(de)是(shi)降低(di)堿度(du)，節(jie)(jie)省藥劑，但是(shi)淘(tao)洗(xi)會(hui)降低(di)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)肥效(xiao)，并且對污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)濃縮(suo)生(sheng)(sheng)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)不太有效(xiao)。熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)法(fa)對污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)，可(ke)以(yi)加(jia)(jia)速粒子的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)運動，提高(gao)碰撞(zhuang)和結(jie)合的(de)(de)(de)頻率，破壞膠(jiao)體(ti)結(jie)構達到粒子間的(de)(de)(de)凝(ning)聚。同(tong)時有機物(wu)受熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)解、溶化、改善脫水(shui)(shui)性(xing)能(neng)。污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)還可(ke)以(yi)在熱(re)(re)(re)作用下進行水(shui)(shui)解（中性(xing)，堿性(xing)或(huo)酸性(xing)）。熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)法(fa)包括高(gao)溫(wen)(wen)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)和低(di)溫(wen)(wen)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)。高(gao)溫(wen)(wen)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)（180-200度(du)）的(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要缺點是(shi)分(fen)離液(ye)BOD、COD高(gao)，色度(du)大(da)，臭氣度(du)大(da)。低(di)溫(wen)(wen)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)（135-165度(du)）的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)不得高(gao)于(yu)(yu)(yu)175度(du)，有機物(wu)含量(liang)(liang)在50%-70%效(xiao)果較好。冷(leng)(leng)(leng)凍(dong)熔融(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)法(fa)是(shi)指將污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)凍(dong)結(jie)，然后加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溶解的(de)(de)(de)調(diao)節(jie)(jie)技術。由于(yu)(yu)(yu)溫(wen)(wen)度(du)發(fa)生(sheng)(sheng)大(da)幅度(du)變化，膠(jiao)體(ti)顆(ke)粒脫穩(wen)凝(ning)聚，顆(ke)粒由細(xi)變大(da)，失去了毛細(xi)狀(zhuang)態(tai)，同(tong)時細(xi)胞壁破裂(lie)，細(xi)胞內部水(shui)(shui)分(fen)變成自由水(shui)(shui)分(fen)，從而(er)提高(gao)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)沉降性(xing)能(neng)與脫水(shui)(shui)性(xing)能(neng)。在控制(zhi)良好的(de)(de)(de)情況(kuang)下，冷(leng)(leng)(leng)凍(dong)熔融(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)同(tong)時可(ke)以(yi)減少(shao)(shao)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)內的(de)(de)(de)致病菌量(liang)(liang)以(yi)及大(da)幅度(du)改善脫水(shui)(shui)性(xing)能(neng)，大(da)幅降低(di)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)后處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)成本，但是(shi)它(ta)面臨的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)是(shi)如(ru)何(he)有效(xiao)地設(she)計機械冷(leng)(leng)(leng)凍(dong)設(she)備。污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)冷(leng)(leng)(leng)凍(dong)調(diao)節(jie)(jie)主(zhu)(zhu)要用于(yu)(yu)(yu)給水(shui)(shui)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)調(diao)質，對污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)調(diao)質的(de)(de)(de)有效(xiao)性(xing)存在不少(shao)(shao)問(wen)題(ti)。過多的(de)(de)(de)加(jia)(jia)入化學調(diao)質劑量(liang)(liang)，一定程度(du)上也是(shi)增(zeng)加(jia)(jia)的(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)（污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)+絮凝(ning)劑）量(liang)(liang)的(de)(de)(de)產生(sheng)(sheng)。
超(chao)聲波調節是近年來新開(kai)發(fa)的(de)(de)(de)(de)技術，大(da)(da)(da)功率超(chao)聲波可以(yi)降解(jie)污(wu)泥(ni)，降低其含水率。超(chao)聲波對污(wu)泥(ni)能(neng)夠產生一種海綿效應(ying)，使(shi)水分(fen)更易(yi)從(cong)波面(mian)傳播產生的(de)(de)(de)(de)通(tong)(tong)道通(tong)(tong)過(guo)，從(cong)而使(shi)污(wu)泥(ni)顆(ke)粒(li)(li)團聚，粒(li)(li)徑增(zeng)大(da)(da)(da)，當顆(ke)粒(li)(li)徑大(da)(da)(da)到(dao)(dao)一定程度(du)，就會做(zuo)熱運動(dong)相(xiang)互(hu)碰撞、黏(nian)結、最終沉淀(dian)。超(chao)聲波對污(wu)泥(ni)的(de)(de)(de)(de)其他(ta)一些(xie)作用(yong)，如(ru)局(ju)部發(fa)熱、界面(mian)破(po)壞(huai)、擾動(dong)和空(kong)化，能(neng)夠使(shi)污(wu)泥(ni)中的(de)(de)(de)(de)細胞破(po)壁，并且加速(su)固液分(fen)離，改善污(wu)泥(ni)的(de)(de)(de)(de)脫(tuo)水性能(neng)。另(ling)外，超(chao)聲波對混凝有(you)(you)促(cu)進(jin)作用(yong)。當超(chao)聲波通(tong)(tong)過(guo)有(you)(you)微(wei)小(xiao)(xiao)絮體(ti)顆(ke)粒(li)(li)的(de)(de)(de)(de)流(liu)體(ti)介(jie)質時，其中的(de)(de)(de)(de)顆(ke)粒(li)(li)開(kai)始與介(jie)質一起(qi)振(zhen)動(dong)，但由于(yu)大(da)(da)(da)小(xiao)(xiao)不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)粒(li)(li)子(zi)具有(you)(you)不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)速(su)度(du)，顆(ke)粒(li)(li)就相(xiang)互(hu)碰撞，黏(nian)合(he)，體(ti)積與質量均(jun)增(zeng)大(da)(da)(da)。當粒(li)(li)子(zi)變(bian)(bian)大(da)(da)(da)到(dao)(dao)不(bu)(bu)能(neng)隨(sui)超(chao)聲振(zhen)動(dong)時，只能(neng)做(zuo)無規則運動(dong)，繼續碰撞、黏(nian)合(he)、變(bian)(bian)大(da)(da)(da)、最終沉淀(dian)。
污(wu)泥(ni)(ni)菌(jun)(jun)膠(jiao)團內(nei)部包含(han)水(shui)(shui)約(yue)占污(wu)泥(ni)(ni)總(zong)水(shui)(shui)量的(de)(de)27%，而菌(jun)(jun)膠(jiao)團結構(gou)(gou)穩定，難以(yi)(yi)(yi)(yi)為(wei)機械(xie)作(zuo)用(yong)（壓(ya)濾，離心(xin)等）破(po)(po)壞，造(zao)成脫水(shui)(shui)困難。采用(yong)一(yi)定的(de)(de)預處理(li)(li)方式，0.11—0.22W/mL的(de)(de)超(chao)聲波(bo)(bo)(bo)(bo)處理(li)(li)可(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)破(po)(po)壞菌(jun)(jun)膠(jiao)團的(de)(de)結構(gou)(gou)，使其中(zhong)的(de)(de)內(nei)部水(shui)(shui)排出，同(tong)時(shi)保持(chi)污(wu)泥(ni)(ni)較大的(de)(de)顆粒，從而提(ti)高(gao)(gao)污(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)沉降性能(neng)。超(chao)聲波(bo)(bo)(bo)(bo)和其他方法的(de)(de)結合(he)可(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)使污(wu)泥(ni)(ni)凝聚，改善生(sheng)物(wu)活性，降低超(chao)過10%的(de)(de)污(wu)泥(ni)(ni)含(han)水(shui)(shui)量。此外，超(chao)聲波(bo)(bo)(bo)(bo)還可(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)使細胞(bao)破(po)(po)壁，細胞(bao)內(nei)含(han)物(wu)溶出，可(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)加(jia)(jia)速污(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)水(shui)(shui)解過程，從而達到縮短消化時(shi)間、減少消化池(chi)容積、提(ti)高(gao)(gao)甲烷(wan)產量的(de)(de)目的(de)(de)。超(chao)聲波(bo)(bo)(bo)(bo)能(neng)有效地破(po)(po)壞菌(jun)(jun)膠(jiao)團結構(gou)(gou)，將其內(nei)部包含(han)水(shui)(shui)被釋(shi)放成為(wei)可(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)比較容易(yi)去除的(de)(de)自(zi)由水(shui)(shui)。除了改變污(wu)泥(ni)(ni)性質(zhi)，超(chao)聲波(bo)(bo)(bo)(bo)還能(neng)加(jia)(jia)快微生(sheng)物(wu)生(sheng)長，提(ti)高(gao)(gao)對有機物(wu)的(de)(de)分解吸(xi)收能(neng)力，而且促進效應(ying)在(zai)超(chao)聲波(bo)(bo)(bo)(bo)停止后數(shu)小時(shi)內(nei)依然存(cun)在(zai)。超(chao)聲波(bo)(bo)(bo)(bo)法處理(li)(li)污(wu)泥(ni)(ni)是一(yi)種(zhong)高(gao)(gao)效干凈的(de)(de)友好環境技術。
我國(guo)城市污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠普遍存在碳源缺(que)少的(de)(de)情況，外購碳源成(cheng)為污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠的(de)(de)一筆不小開支，超(chao)聲(sheng)波處理剩(sheng)余污(wu)(wu)(wu)泥，擊破有機物中的(de)(de)細胞(bao)，使其釋(shi)放(fang)碳源，回流生化(hua)池，既解決(jue)(jue)了污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠碳源不足的(de)(de)問題(ti)(ti)，也使得回流剩(sheng)余污(wu)(wu)(wu)泥顆粒變(bian)小，進一步生化(hua)降解，污(wu)(wu)(wu)泥從源頭上得到減量同時也提高污(wu)(wu)(wu)泥的(de)(de)脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)性能(neng)，超(chao)聲(sheng)波處理剩(sheng)余污(wu)(wu)(wu)泥是(shi)一舉多效的(de)(de)功能(neng)，真正的(de)(de)為污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠解決(jue)(jue)了污(wu)(wu)(wu)泥難題(ti)(ti)。
