谢元华, 杨岱恩, 白 冰, 朱 彤

(东北大学 机械工程与自动化学院, 辽宁 沈阳 110819)

在全球水资源面临严峻挑战的背景下,废水处理和再循环使用可以增加水资源的利用.活性污泥法是目前应用最广泛的污水处理技术之一,然而这种处理方法会产生大量含有毒有害物质及有机物的剩余污泥[1].目前,污泥处理中应用最广泛的方法是卫生填埋和焚烧,但这不能完全去除污泥中的寄生虫、病毒、细菌和重金属,还容易导致土地浪费和空气污染.污泥破解能有效地回收污泥中的有机物,便于去除有毒有害物质.高效稳定的污泥破解方法逐渐引起越来越多的关注.

污泥破解方法主要有物理法(超声波[2-3]、微波[4]、爆炸[5]等)、化学法(氧化[6-7]、碱水解[8]等)、生物法(好氧发酵[9]、厌氧消化[10-11]等),以及组合法(碱解联合超声[12]、超声联合消化[13]、化学联合超声[14]等).不同方法的适当组合能比单一方法取得更加良好的破解效果.

研究表明高压均质法对剩余污泥能取得明显的破解效果[15-16].高压流体在均质腔中会受到高速剪切、高频冲击、湍流涡流、空化现象及相应的热物化效应,有利于污泥的破解.此外,Nah等[17]发现,撞墙式高压喷射可以有效地实现剩余污泥的增溶.Xie等[18]证明高压射流装置(high pressure jet device,HPJD)对细菌细胞具有协同破坏作用.这说明HPJD方法比类似高压装置[17]和高压均化[16]更能有效破解剩余污泥[19].撞击流为具有有/无化学反应的多相传热传质过程提供了理想的条件[20],可以大大提高反应过程的传……