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功率超声在水处理中的应用有哪些?

作者:北京水处理公司发布时间:2011-03-02

  功率超声的空化效应为降解水中有害有机物提供了独特的物理化学环境从而导致超声波污水处理目的的实现。超声空化泡的崩溃所产生的高能量足以断裂化学键。在水溶液中,空化泡崩溃产生氢氧基(OH)和氢基(H),同有机物发生氧化反应。空化独特的物理化学环境开辟了新的化学反应途径,骤增化学反应速度,对有机物有很强的降解能力,经过持续超声可以将有害有机物降解为无机离子、水、二氧化碳或有机酸等无毒或低毒的物质。

  超声降解水中有机污染物技术既可单独使用,也可利用超声空化效应,将超声降解技术同其他水处理技术联用进行有机污染物的降解去除。联用技术有如下类型:

  超声与臭氧联用,以超声降解、杀菌与臭氧消毒共同作用于污染水的处理。超声与过氧化氢联用,以达成对污染水体降解、杀菌、消毒之目的。

  超声与紫外线联用,组成光声化学技术利用超声技术和紫外光技术各自降解能力叠加协同和互补作用,对水中常见的有机污染物苯酚、四氢化碳、三氢甲烷和三氯乙酸进行降解,使四种物质的降解产物为水、二氧化碳、C1-或易于生物降解的短链脂肪酸。

  超声与磁化处理技术联用,磁化对污染水体既可以实现固液分离,又可以对COD、BOD等有机物降解,还可以对染色水进行脱色处理。

  超声还可以直接作为传统化学杀菌处理的辅助技术,在用传统化学方法进行大规模水处理时,增加超声辐射,可以大大降低化学药剂的用量。

  与超声波联用的相关工艺技术介绍

  污水的固液分离是超声处理的前提。污水或废水一般伴有悬浮污物或杂质,因此必须有收集装置,这种装置可以是污水池或污水槽,其中的大体积杂物和污物应与污水分离,当一些细小体积的悬浮物则可添加聚丙烯酰胺絮凝剂或无机絮凝剂。

  阴、阳非离子型聚丙烯酰胺絮凝剂是一种水溶性的高分子聚合物或电解质。由于其分子链中含有一定数量的极性基因,它能通过吸附污水中悬浮的固位粒子,使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚成大的絮凝物,从而加速悬浮液中粒子的沉降,有非常明显的加快溶液澄清,促进过滤等效果。若同时使用无机絮凝剂(聚合硫酸铁浓缩剂、聚氯化铝、铁盐等),则可显示出更大的效果。絮凝剂的添加量一般为0.0110g每立方米,在冷水中也能完全溶解。其主要作用是澄清净化作用、沉降促进作用、过滤促进作用、增稠(浓)作用、是废水、废液处理中的常用品。

  过滤是污水废水处理中的必要条件。其目的是将污水中含有小于等于20mg/L浓度的悬浮颗粒物、胶质颗粒物加以滤除。这里的过滤无须活性炭类精密昂贵的装置,普通机械过滤器完全可以满足后工艺的要求。

  超声污水处理中水处理剂的作用。前述的超声化学机理超声在水处理中的作用,若同时添加水处理剂与超声联用,则效果更为显著。固体二氧化氯水处理剂在水处理中的机理包括次氯酸氧化作用和新生氧作用过程两部分。

  次氯酸的氧化作用。这是主要的杀菌机理。当固体二氧化氯水处理剂容于水后,水解生成次氯酸,作用于菌体蛋白质。次氯酸不仅可以与细胞壁发生作用,而且因分子小,不带电荷,容易侵入细胞内发生作用或破坏其磷酸脱氢酶,使糖代谢失调而致细菌死亡。

  新生氧作用。由于次氯酸分解形成新生氧,将菌体蛋白质氧化,新生态氧同细胞原桨相结合从而起到杀灭微生物作用。

  紫外线与超声波联天。紫外C杀菌技术。紫外线是一种肉眼看不见的光波,依据不同的波长范围,被分割为A、B、C三种波段,而253.7nm又是紫外线C波段中的波长最强点。

  紫外线主要作用于微生物的核酸,脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)等,导致其被破坏。紫外C水消毒技术是利用紫外线的消毒原理,对流经水体中的病毒,细菌及其他致病体的DNA进行物理破坏,使其无法繁殖和复制。紫外C用于大水量消毒完全可以取代臭氧,过滤膜,氧化物等传统手段,安全可靠,决无二次污染。

  综上所述,与超声波联用的污水处理技术与设备有:

  固液分离过滤器与超声波降解联用设备。

  固液分离、超声波降解与臭氧消毒联用设备。

  固液分离、超声波降解与紫外光消毒联用设备。

  声、光、膜、磁联用设备,将超声波、紫外光、过滤膜、磁化处理四种技术联用于水处理,则是一种更为洁净的水处理设备。

  上述四种类型的水处理设备既可以制成用于实验室的小型机型、也可以制成中试机型,还可以制成规模处理机型,而自动化程度较高的机型则是过流式程序控制机型。

  污水处理设备与污水处理工艺流程介绍:

  污水处理设备按换能器安装形式,分为超声波换能器振板内置式污水处理槽和超声波换能器外置式污水处理槽。污水处理设备按结构型式,分为敞开型槽式机型和封闭型过流式机型。

  污水处理设备工艺流程按被处理污水状态和回用目的,可分为以下几种工艺流程成套方案:

  污水收集 → 固液分离 → 超声降解 → 臭氧消毒。

  污水收集 → 添加紫凝剂 → 固液分离 → 添加水处理剂 → 超声降解。

  污水收集 → 固液分离 → 超声降解 → 紫外线消毒。

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