超聲破解剩余活性污泥的實驗與理論研究.pdf

1、城市污水處理大量產(chǎn)生的剩余污泥越來越成為嚴重的環(huán)境與社會問題。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)，又因為剩余污泥中含有大量有機質(zhì)、磷酸鹽等資源，因此，在發(fā)展資源循環(huán)型和環(huán)境友好型社會的背景下，剩余污泥的資源化與減量化成為當今污泥處理的必然選擇。正是在這種背景下，本論文按照正交實驗原則設(shè)計超聲破解試驗。利用超聲波細胞破碎儀對剩余活性污泥進行四因素三水平正交實驗破碎，同時對破解后污泥上清液的SCOD、總磷、蛋白質(zhì)、核酸

2、、肽聚糖等實驗指標進行檢測分析，找到超聲破解剩余污泥的時間、頻率、電功率、脈沖比的最佳水平組合，各因素對超聲破解效果影響的主次順序及顯著性。同時運用超聲空化的知識來對破解過程進行理論分析，使理論與實際結(jié)合起來，從而提高超聲處理剩余污泥的能力和效率。
　　正交試驗結(jié)果分析得出，在此實驗條件下，超聲破解剩余活性污泥的最佳方案為:10min、20kHz、600w、3∶1。各因素的影響順序為:時間＞脈沖比＞頻率＞電功率。各因素影響顯著性為

3、:時間的影響顯著，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)進一步改進的Rayleigh方程推導(dǎo)的方法，分別推導(dǎo)出了考慮多因素氣泡運動方程、氣泡崩潰泡內(nèi)溫度、不同泡徑時的泡內(nèi)壓強等方程，并依據(jù)模擬結(jié)果從理論上印證了實驗過程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象。
　　通過本課題的實驗研究和模擬計算結(jié)果來看超聲是一種有效的污泥破解方法。然而在破解過程中，每個因素只取三個水平，范圍有限，以及氣