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超聲波在液體介質(zhì)中由于引起空化作用而會(huì)產(chǎn)生各種不同的效應(yīng)｡這些效應(yīng)除了象清洗一類的傳統(tǒng)應(yīng)用之外,還可以用于澄清池淤泥的處理:利用高性能的超聲波進(jìn)行的處理可以改變淤泥的結(jié)構(gòu),使得工藝穩(wěn)定性和淤泥的降解性能得到改善,而且可以減低能耗｡
超聲波技術(shù)和其他技術(shù)的根本區(qū)別在于,它不需要激活與系統(tǒng)有關(guān)的特性,如電化學(xué)過程或光化學(xué)過程｡在超聲波工藝過程中,唯一的前提是一種介質(zhì)的存在(氣體､液體､污泥等等),以便傳遞和釋放能量｡超聲波清洗､超聲波篩分技術(shù)以及有目的地將顆粒粉碎為粉末及乳劑是超聲波技術(shù)傳統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例｡生物工程新的研究結(jié)果表明,超聲波不僅可以用于酶的活化,而且可以用于控制和分離生物細(xì)胞,以便有目的地釋放其內(nèi)部物質(zhì)｡在各個(gè)澄清裝置中的試驗(yàn)表明,用高效能的超聲波進(jìn)行澄清池的淤泥處理取得了很大的成績｡
為了減少澄清淤泥中的微生物細(xì)胞,必須打開其細(xì)胞壁｡細(xì)胞殼本身是一個(gè)特別有彈性､抵抗力很強(qiáng)的組織,它能夠適應(yīng)很苛刻的外部條件的影響｡為了將這樣的細(xì)胞壁打破,需要超過600bar的巨大壓力,只有用超聲波才能達(dá)到這樣的壓力｡
利用空穴作用
為了完成這個(gè)任務(wù),研制了所謂的Sono-Des 工藝方法,用這種方法可以將淤泥中的微生物的細(xì)胞壁以不同的強(qiáng)度打破并將細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)釋放出來｡這個(gè)由瑞士的Telsonic公司研制的設(shè)備是一種模塊式的結(jié)構(gòu),可以根據(jù)處理的淤泥量的多少進(jìn)行制造｡反應(yīng)器在一個(gè)U形的管狀容器里,在這里它向淤泥物質(zhì)發(fā)出超聲波｡
象所有的聲波一樣,超聲波在液體介質(zhì)中按照在介質(zhì)的分子里感應(yīng)的壓縮波和負(fù)壓波的順序傳播｡在足夠高的超聲波的強(qiáng)度時(shí),在振動(dòng)-負(fù)壓階段,分子之間的結(jié)合力會(huì)減小,致使形成只有在顯微鏡下才能看到的小氣泡,而氣泡中的壓力要大大超過大氣壓力｡很短時(shí)間后緊接著的過壓階段這些氣泡又向內(nèi)破裂,這樣在快速的周期順序中釋放出產(chǎn)生化學(xué)和機(jī)械效應(yīng)的足夠的能量｡此外這種空穴過程受到許多參數(shù),如壓力､溫度､聲音頻率､聲音強(qiáng)度和其他聲音技術(shù)變量的影響｡
在Sono-Des-裝置中規(guī)定的聲波要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人的16Hz到18kHz的聽覺范圍｡用一個(gè)振蕩器將50Hz的頻率轉(zhuǎn)變?yōu)?/SPAN>20~40kHz的高頻,而連接在一起的聲波變換器將電振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械振動(dòng)｡
在各個(gè)澄清裝置中的試驗(yàn)和現(xiàn)有的科學(xué)結(jié)論的資料是這樣描述這種工藝方法的:
■ 超聲波裂變器減少了過量淤泥的產(chǎn)生,因此減輕了淤泥處理的工作量和排放量｡
■ 淤泥的大范圍降解和生物氣體收率的提高說明,即使澄清池淤泥的厭氧降解能力也受到了積極的影響｡采用澄清方法很難或完全不可能處理的細(xì)菌和微生物在化解池中借助于超聲波可以較好地降解｡
■ 有浮渣和發(fā)泡淤泥的澄清裝置特別適于采用裂變器｡借助于超聲波設(shè)備不僅可以消滅線狀的微生物,而且可以裂解淤泥的氣泡｡因此,這種方法可以改善沉淀能力及減少浮渣和發(fā)泡淤泥的形成｡
■ 這種設(shè)備可以改善脫氮作用,因?yàn)樗耆茐牧宋⑸?/SPAN>,同時(shí)提高了CSB的含量｡
