、国外超声波处理污泥技术应用

超声波污泥处理设备在国外的污水处理已经得到广泛的应用，使用超声波设备可以减少现有污水处理厂的改造成本，提高污水处理量，抑制污泥泡沫的产生，提高沼气的产量，提高挥发性固体的去除率等。本文介绍德国污泥处理设备在污水处理厂的使用情况和相关实验数据。

1、超声波技术抑制膨胀污泥和气泡污泥

膨胀污泥被定义为沉降性能差的污泥，其稀释指数ISV大于150mL/g，丝状菌数量多。超声波处理工艺可使似状菌组织自动分解，并能改善污泥矩阵的表面性质，处理厌氧降解未被破坏的污泥，而不产生泡沫。通过建造了一个集装箱式的超声波污泥处理系统，由5KW的超声波设备和5个200升的厌氧化池组成，分别在三个污水处理厂进行了实验，处理后污泥的稀释指数明显减低。污水处理厂为了抑制气泡污泥，在污泥消化池前增加一项超声波处理污泥工序，经过超声波处理后污泥不再产生气泡，提高了沼气产量，挥发性固体的去除率为61%-45%。

2、超声波技术提高污泥好氧的稳定性

污水处理厂为提高污泥的稳定性，减少膨胀污泥和避免增加好氧消化池，在污水处理流程工艺中增加了超声波污泥处理设备。据观测，超声波设备每天工作24小时，处理污泥总量的30%，实验结果污泥量减少了20%，破坏了膨胀污泥和减少污泥体积指数范围140ml/g-85ml/g。

3、超声波技术提高污泥厌氧消化

当每天的污泥量相应增加，导致原有三个污泥罐容积不够（发酵时间25天）。经过方案比较，厂方购买三台超声波污泥反应器对污泥进行预处理。一期两台运行3个月后，沼气产量增加30%，污泥停留时间从25d降到l8d，从而满足了在不建造新的污泥罐的情况下保证消化深度的要求。据观测数据中可以看出挥发性固体除去率的范围60%-54%。

二、国内超声波污泥处理设备的研制工作

国内超声波污泥处理的研究还处在实验室阶段，采用小功率的超声波设备对少量的污泥进行处理，得到了一些实验室的数据，远没达到工程应用阶段。目前还没有报道哪家单位研制出了大功率超声波污泥处理设备应用于污水处理厂，现有应用于工程的超声波设备是进口德国的。为了满足工程应用要求，国内很多单位开展了大功率超声波流体设备的研制，设备主要包括大功率换能器和大功率功放。基于上述原因，杭州应用声学研究所开展了大功率超声设备的研制工作，研制完成了大功率超声波系统，工作频率为20kHz，最大连续功率为3KW，可以处理大量流体。另外还设计了工业上使用流体处理箱，其优点设计紧凑，容易融合到现存的系统中，简单连接（标准管或软管接头），接口支持传统的压力泵系统。

三、超声波污泥处理设备的运行成本

    在以上主要介绍德国bamberg污水处理厂超声波污泥处理设备的投入和运行情况。

   （1）成本

① 两套超声波设备、PLC 控制系统、不锈钢管道和污泥泵的价格为220,000€，设备运行10 年，平均每年贬值为 32,000 €/a。

② 超声波设备运行电费为10,106€/a，超声波换能器改换时间为15,000小时，每周维护1小时。

③ 整体费用为42,106€。

（2）效益

提高污泥消化32%，VS的降解率提高34%-45%。

① 减少的污泥处置量259,875m3/a,每年减少可溶性固体的处置费37,125€/a。

② 增加的沼气产量259,875m3/a。

③ 整体经济效益：120,285€。

（3）成本/效益比：42,106€/120,285€。

从上面的数据可以分析出，超声波设备的投入成本需要设备运行三年就能收回成本。

超声波污泥处理技术的作用是很明显，它能减低污泥的排放量，增加沼气的产量，抑制膨胀污泥和气泡污泥，减少污泥的停留时间，提高TN、TP的除去率等。这项技术在世界各地接受率还不是很高，普遍认为超声波污泥处理能耗较高，对污泥是一种生物能源的认识度不够，但随着时间推移该项技术一定会被全世界所认可。