Что такое ультразвуковая технология удаления осадка?
2026-02-03
Механизм действия шлама ультразвукового крекинга
Ультразвуковые волны относятся к звуковым волнам с частотами в диапазоне от 20 кГц до 10 мкГц.Под действием ультразвуковых волн крошечные пузырьки воздуха (далее именуемые кавитационными пузырьками), присутствующие в жидкости, претерпевают ряд динамических процессов колебания, расширения, сжатия и даже коллапса.
Когда интенсивность ультразвука низкая, кавитационный пузырь поддерживает стабильные радиальные колебания (установившаяся кавитация); а когда интенсивность ультразвука превышает определенную интенсивность, кавитационный пузырь продолжает расти и сжимается до коллапса (переходная кавитация), момент коллапса может вызвать высокую температуру и высокое давление и вызвать турбулентность жидкости и сильное усилие сдвига.
Следовательно, ультразвуковые волны могут расщеплять осадок в условиях переходной кавитации. возвращая расщепленный осадок в биореактор в качестве субстрата для повторного метаболизма другими микроорганизмами, общий выход осадка может быть снижен.
3 преимущества использования ультразвуковой технологии для обработки осадка
1) Улучшите эффективность обезвоживания осадка и уменьшите количество осадка
Ультразвук может разлагать осадок, выделять органические вещества, улучшать характеристики расширения осадка, улучшать характеристики осаждения и способность осадка к обезвоживанию, способствовать обезвоживанию осадка и достигать цели сокращения.
После того, как зарубежные исследователи использовали ультразвуковую технологию для регулирования количества осадка, общее содержание твердых частиц в осадке увеличилось на 16,2%, средний размер хлопьев составил около 22,3 мкм, а объем уменьшился на 60,9%. В то же время вязкость осадка снизилась, что привело к улучшению эффективности фильтрации осадка, что указывает на то, что ультразвуковое кондиционирование способствует обезвоживанию осадка.
2) Дезинфекция и стерилизация для улучшения скорости выщелачивания и извлечения металла
Ультразвук может эффективно уничтожать нитевидные бактерии в осадке, убивать патогенные микроорганизмы и улучшать скорость выщелачивания и извлечения тяжелых металлов.
• В условиях высокой интенсивности (плотность ультразвука 0,33 Вт/мл) после 40 минут обработки ультразвуком количество гетеротрофных бактерий сократилось на 82%, а общая выживаемость E. coli не превысила 1%.
Зарубежные исследователи обнаружили, что высокоинтенсивный ультразвук может убить некоторые бактерии E. coli в осадке и добиться эффекта частичной стерилизации. После 120 минут обработки при интенсивности ультразвука 0,43 Вт / см3 погибает 64% бактерий E. coli.
В то же время ультразвук также может улучшить биологическую активность и способствовать поступлению органических веществ в клетки и биологическому метаболизму. Этот стимулирующий эффект может длиться в течение нескольких часов.
• Использование ультразвука позволяет эффективно отделять более ценные тяжелые металлы (медь, никель, цинк) в осадке гальванических покрытий от менее ценных тяжелых металлов (хром, железо). Технология ультразвукового усиленного кислотного выщелачивания более эффективна для отделения тяжелых металлов, чем традиционная технология кислотного выщелачивания.
Кроме того, двухступенчатая технология кислотного выщелачивания с усилением ультразвука позволяет повысить степень извлечения тяжелых металлов из гальванического шлама более чем на 98%.
3) Улучшают эффективность переваривания осадка и способствуют выделению азота и фосфора из осадка.
Ультразвуковое кондиционирование осадка разрушает внеклеточный полимер клеток, способствует разложению трудноразлагаемых органических веществ и высвобождению органических веществ, азота, фосфора и т.д., Улучшает биодоступность органических веществ, тем самым повышая эффективность биологического переваривания осадка.
Зарубежные исследователи после ультразвуковой обработки обнаружили, что коэффициенты восстановления TSS и VSS составили 52,6% и 55,2% соответственно, что было больше, чем при использовании ультразвуковой обработки, что указывает на то, что ультразвуковая обработка может улучшить эффективность анаэробного сбраживания осадка.
Кроме того, следует отметить, что кондиционированный ультразвуком осадок производит больше биогаза в процессе производства.
6 факторов, влияющих на ультразвуковые волны, способствующих уменьшению количества осадка
1) Влияние ультразвуковой частоты
Большое количество практических методов показало, что по мере увеличения частоты процесс акустической кавитации становится затруднительным.
Поэтому, чтобы улучшить степень растрескивания осадка, следует использовать более низкую частоту и больше 18 ~ 40 кГц.
2) Влияние интенсивности ультразвука
Поскольку ультразвуковые волны способствуют технологическому измельчению осадка, в основном из-за его высокой способности к растрескиванию, предъявляются высокие требования к интенсивности ультразвука, но высокоинтенсивный ультразвук может привести к снижению активности осадка и эффективности очистки сточных вод.
Следовательно, в технологии удаления осадка с использованием ультразвуковых волн соответствующая интенсивность ультразвука должна быть выбрана экспериментально в соответствии с различными требованиями к качеству воды и сточным водам.
Некоторые исследователи использовали для экспериментов реакторы SBR и настоящие бытовые сточные воды.Результаты показывают, что: при условии, что это не влияет на нормальную работу биологической системы, при использовании ультразвуковой мощности 13,3, 20,0 и 26,7 кВт · ч / кг скорость уменьшения остаточного осадка составляет 31,6%, 55,2% и 60,5% соответственно. В сочетании с проблемой потребления ультразвуковой энергии определено, что скорость уменьшения остаточного осадка составляет 31,6%, 55,2% и 60,5%. Оптимальная ультразвуковая мощность составляет 20,0 кВт · ч / кг.
3) Влияние ультразвукового излучения на долю осадка
В системе рецессивного роста осадка с усилением ультразвука можно растрескивать только часть осадка, в противном случае это приведет к инактивации осадка и разрушению системы биологической очистки.
Размер доли осадка, обработанного ультразвуковым излучением, определяет эффект ультразвукового крекинга, потребление ультразвуковой энергии и объем ультразвукового реактора.
Низкая доля приведет к плохому растворению клеток; высокая доля не только приведет к увеличению потребления энергии, но также может снизить активность осадка и повлиять на стабильную работу биологических систем.
Некоторые люди используют соотношение осадка от 20% до 60% для ультразвукового радиационного контроля, и скорость уменьшения осадка увеличивается линейно. Когда коэффициент излучения равен 60%, скорость уменьшения осадка может достигать 97%, но в то же время скорость удаления ТРЕСКИ резко падает.Для того чтобы сточные воды соответствовали местным стандартам сброса, рекомендуется, чтобы оптимальное содержание радиоактивного осадка составляло 30%.
4) Влияние ультразвукового излучения на время
Более длительное время облучения может усилить эффект ультразвукового растрескивания.Практика показала, что при тех же условиях влияние времени ультразвукового излучения на эффект уменьшения осадка более значительно, чем влияние мощности ультразвука, а более высокая мощность и меньшее время излучения отрицательно сказываются на растворении осадка и эффекте обработки ХПК.
Следовательно, при тех же условиях можно использовать относительно небольшую мощность ультразвука и длительное время излучения.
5) Влияние частоты ультразвукового излучения
Вообще говоря, ультразвуковое излучение может привести к инактивации осадка, а органические вещества, выделяющиеся при слишком частой обработке с растворением клеток, также увеличивают нагрузку на очистку ХПК, поэтому это окажет определенное влияние на процесс очистки сточных вод.
Результаты экспериментов показывают, что с увеличением частоты ультразвука эффект удаления осадка линейно уменьшается, но регулярных изменений в удалении ТРЕСКИ не происходит.
6) Влияние других факторов, таких как конструкция реактора
На использование ультразвуковых волн для обеззараживания осадка также влияют многие факторы, такие как температура, растворимый газ, структура реактора и микробиологические характеристики.
Давайте снова поговорим об ультразвуковом реакторе.Существует два основных типа распространенных ультразвуковых реакторов: непрерывные и импульсные.Среди них импульсный тип включает тип канавки, тип зонда и другие типы, а непрерывный тип включает тип ближнего поля с параллельными пластинами, тип трубопровода и другие типы.Желобчатый и зондовый типы являются наиболее часто используемыми ультразвуковыми реакторами в лабораториях.
Следует отметить, что, поскольку в осадке всегда присутствует определенная доля неорганических веществ, метод ультразвукового усиления рецессивного роста осадка не может обеспечить 100%-ного уменьшения оставшегося осадка.
