王金双 赵继红 刘永德

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

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%。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。

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。

3 超声在污泥减量化中的应用进展

3.1超声频率的影响

千梦溪等采用20kHz超声波，在不同的声能密度和超声时问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卞降到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）溶出的影響。在脉冲比2：1和超声时间10 min的条件下，声能密度为0.2 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0.8W/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，溶出物指标中蛋白质指标可以较好地反映出污泥破解状态。张宁宁等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

于怡等在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0.2 W/mL增加到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。

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。