超聲破解剩余活性污泥的實(shí)驗(yàn)與理論研究.pdf

1、城市污水處理大量產(chǎn)生的剩余污泥越來(lái)越成為嚴(yán)重的環(huán)境與社會(huì)問(wèn)題。以往主要采用的填埋法等因污泥產(chǎn)量巨大和土地稀缺而難以為續(xù)，又因?yàn)槭Ｓ辔勰嘀泻写罅坑袡C(jī)質(zhì)、磷酸鹽等資源，因此，在發(fā)展資源循環(huán)型和環(huán)境友好型社會(huì)的背景下，剩余污泥的資源化與減量化成為當(dāng)今污泥處理的必然選擇。正是在這種背景下，本論文按照正交實(shí)驗(yàn)原則設(shè)計(jì)超聲破解試驗(yàn)。利用超聲波細(xì)胞破碎儀對(duì)剩余活性污泥進(jìn)行四因素三水平正交實(shí)驗(yàn)破碎，同時(shí)對(duì)破解后污泥上清液的SCOD、總磷、蛋白質(zhì)、核酸

2、、肽聚糖等實(shí)驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)分析，找到超聲破解剩余污泥的時(shí)間、頻率、電功率、脈沖比的最佳水平組合，各因素對(duì)超聲破解效果影響的主次順序及顯著性。同時(shí)運(yùn)用超聲空化的知識(shí)來(lái)對(duì)破解過(guò)程進(jìn)行理論分析，使理論與實(shí)際結(jié)合起來(lái)，從而提高超聲處理剩余污泥的能力和效率。
　　正交試驗(yàn)結(jié)果分析得出，在此實(shí)驗(yàn)條件下，超聲破解剩余活性污泥的最佳方案為:10min、20kHz、600w、3∶1。各因素的影響順序?yàn)?時(shí)間＞脈沖比＞頻率＞電功率。各因素影響顯著性為

3、:時(shí)間的影響顯著，電功率、脈沖比和頻率為不顯著。
　　理論模擬部分則是在超聲空化理論基礎(chǔ)上，利用利用MATLAB，根據(jù)進(jìn)一步改進(jìn)的Rayleigh方程推導(dǎo)的方法，分別推導(dǎo)出了考慮多因素氣泡運(yùn)動(dòng)方程、氣泡崩潰泡內(nèi)溫度、不同泡徑時(shí)的泡內(nèi)壓強(qiáng)等方程，并依據(jù)模擬結(jié)果從理論上印證了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象。
　　通過(guò)本課題的實(shí)驗(yàn)研究和模擬計(jì)算結(jié)果來(lái)看超聲是一種有效的污泥破解方法。然而在破解過(guò)程中，每個(gè)因素只取三個(gè)水平，范圍有限，以及氣