超声波污水处理的方法篇1
关键词：剩余污泥；红外处理；超声波处理；失水率；污水处理；固态沉积物文献标识码：a
中图分类号：X703文章编号：1009-2374（2015）23-0085-03Doi：10.13535/ki.11-4406/n.2015.23.044
剩余污泥是指城市污水处理厂污水处理后所产生的固态沉积物。近年来，随着经济快速发展，所需能耗日益增多，由此产生的污水量逐渐增加，相应的污泥量也呈增长趋势。污泥处理处置已成为困扰污水处理厂和全社会的重大问题，其主要原因是含水量过高，未经处理的污泥含水率高达95%以上。经机械脱水后仍有80%以上，后续处置十分困难。开发新的处理工艺，提高污泥的失水率，不仅可以解决剩余污泥的处理问题，而且可以保护环境、回收资源，具有重大的经济、社会、生态效益。超声波是频率高于20kHz的声波。超声波作用下的污泥不断被压缩和膨胀，使内部可产生气穴泡，且不断成长，并最终共振“内爆”产生超高温（5000℃）、高压（500bar），同时产生的强力水喷射流形成巨大的水力剪切力，对污泥絮体结构与污泥中微生物细胞壁产生巨大的破坏，使细胞质和酶从细胞中溶出，使污泥的物理、化学和生物性质发生不同程度的改变，从而有益于污水厂运行及污泥处置。为了处理方便，本试验以压滤剩余污泥为材料，进行红外（模拟太阳能）、超声波处理，研究红外超声波处理对剩余污泥失水率的影响。
1材料与方法
1.1材料
压滤剩余污泥来自山西省临汾市污水处理厂。
1.2仪器设备
变频超声波处理器、电子天平、电热恒温烘箱、干燥器。
1.3测定方法
超声波处理频率设45kHz、80kHz、100kHz三个水平，超声波处理时间设5min、10min、15min三个水平，烘箱处理时间设10min、20min、30min三个水平。对照不设超声波处理。
1.3.1超声波处理。取压滤剩余污泥于包装袋中，超声波处理。
1.3.2红外处理（模拟太阳能）。铝盒在105℃烘箱中烘烤2h，移入干燥器内冷却至室温，称重为w0g。
取超声处理后的泥样5g左右，均匀地平铺在铝盒中，盖好，称重为w1g。
揭开铝盒盖，放在盒底下，置于已预热至40℃的烘箱中烘烤，取出，盖好，移入干燥器内冷却至室温，称至恒重为w2g。
1.3.3结果计算。失水率=（w1-w2）/（w1-w0）×100%。
1.4统计分析
采用SpSS17.0软件进行Duncan′s新复极差多重比较进行显著性分析，microsoftexcel作图。
2结果与分析
2.1超声波频率对污泥失水率的影响
从图1可以看出：（1）红外处理10min后，各处理与对照相比，超声波处理后的污泥失水率显著提高，其中45kHz处理和100kHz处理达到极显著水平；各处理之间相比，45kHz处理的污泥失水率极显著地高于80kHz处理，显著地高于100kHz处理，100kHz处理和80kHz处理之间差异不显著。（2）红外处理20min后，各处理与对照相比，45kHz处理和100kHz处理的污泥失水率显著地高于对照，80kHz处理与对照之间的差异不显著；各处理之间相比，45kHz处理的污泥失水率极显著地高于80kHz，与100kHz处理之间的差异不显著。（3）红外处理30min后，各处理与对照相比，45kHz处理和100kHz处理的污泥失水率显著地高于对照，其中45kHz处理达到极显著水平，80kHz处理和对照之间的差异不显著；各处理之间相比，45kHz处理的污泥失水率显著地高于100kHz处理和80kHz处理，100kHz处理和80kHz处理之间差异不显著。
从图2可以看出：（1）红外处理10min后，各处理与对照相比，45kHz处理和100kHz处理的污泥失水率极显著地高于对照，80kHz处理与对照之间的差异不显著；各处理之间相比，45kHz处理的污泥失水率极显著地高于其他两个处理，100kHz处理的污泥失水率显著地高于80kHz处理。（2）红外处理20min、30min后，各处理与对照相比，45kHz处理和100kHz处理的污泥失水率极显著地提高，80kHz处理的污泥失水率显著地提高；各处理之间相比，差异达极显著水平。
从图3可以看出：（1）红外处理10min后，各处理与对照相比，45kHz处理的污泥失水率极显著地高于对照，其他处理与对照之间的差异不显著；各处理之间相比，45kHz处理的污泥失水率极显著地高于其他处理。（2）红外处理20min后，各处理与对照相比，超声波处理后的污泥失水率显著提高，其中45kHz处理和100kHz处理达到极显著水平；各处理之间相比，45kHz处理的污泥失水率极显著地高于其他处理，100kHz处理和80kHz处理之间差异不显著。（3）红外处理30min后，各处理与对照相比，45kHz处理和100kHz处理的污泥失水率极显著地高于对照，80kHz处理和对照之间的差异不显著；各处理之间相比，45kHz处理的污泥失水率极显著地高于其他处理，100kHz处理的污泥失水率显著地高于80kHz处理。
从图1、图2、图3可以看出：超声波时间相同时，不同频率的超声波处理对污泥失水率的影响效果如下：45kHz>100kHz>80kHz。
2.2超声波时间对污泥失水率的影响
从图4可以看出：红外处理10min、20min、30min后，各处理与对照相比，不同时间的超声波处理的污泥失水率显著提高，并且达到极显著水平；各处理之间相比，差异不显著。
从图5可以看出：（1）红外处理10min后，各处理与对照相比，差异不显著；各处理之间相比，差异也不显著。（2）红外处理20min、30min后，各处理与对照相比，不同时间的超声波处理的污泥失水率显著提高；各处理之间相比，差异不显著。
从图6可以看出：（1）红外处理10min后，各处理与对照相比，不同时间的超声波处理的污泥失水率显著提高，其中5min处理和10min处理达到极显著水平；各处理之间相比，差异不显著。（2）红外处理20min、30min后，各处理与对照相比，差异不显著；各处理之间相比，差异也不显著。从图4、图5、图6可以看出：超声波频率相同时，不同时间的超声波处理对污泥失水率的影响无显著差异。
2.3红外时间对污泥失水率的影响
从图7可以看出：随着红外时间增加，污泥失水率呈逐上升趋势。不同处理之间差异极显著。
3结语
由于污泥处理主要利用超声波的机械效应，因此低频下效果较好。本试验结果表明，超声波处理时间一定时，45kHz超声波处理可以显著地提高污泥失水率。超声波能有效地破坏菌胶团结构，将其内部包含水被释放成为比较容易去除的自由水。在超声波频率一定的条件下，时间对污泥失水率也有影响。本试验结果表明，不同时间超声波处理之间的差异虽不显著，但污泥失水率并不与时间成正比，因此控制时间尤为重要。从本试验的数据处理结果可以看出，最优处理组合为45kHz超声波处理5min后红外处理30min，失水率高达13.60%。
另外，本试验利用烘箱处理模拟太阳能干燥污泥，从图1至图7可以看出，污泥失水率与烘箱处理时间成正相关。因此在实践中，利用超声波处理结合可再生的太阳能对污泥脱水的方法，不但具有节能、成本低的优点，而且充分利用了太阳能等可再生能源，具有很好的应用前景。
参考文献
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超声波污水处理的方法篇2
【关键词】超声波；水处理；联合技术
【abstract】applicationofultrasonicinwatertreatmentriseupinrecentyears，thispaperintroducethetreatmentofdyewastewater，phenolicwastewater，benzenewastewater，organicpesticidewastewaterandsurplussludgebyultrasonic，andsummarizekindsofultrasoniccombinedtechnologiesstudiedbyresearchers.
【Keywords】Ultrasonic；watertreatment；Combinationaltechnology
超声波是频率高于人类所能辨识的声音上限的声波，在液体介质中，超声波在一定条件下会产生空化现象，并形成热点，并产生・H、・oH自由基[1]。通过空化作用与自由基作用，可以使得水中的有机物加快降解进程，最终生成Co2、H2o和其他无机物等[2]。因此，很多学者进行了利用超声波技术处理有机污水的相关研究，并取得了很好的处理效果。
1超声波技术在水处理中的研究
1.1处理染料废水
高甲友等人[3]利用超声技术降解甲基紫模拟的染料废水，研究表明，甲基紫的降解过程符合一级动力学方程。上海大学华彬等[4]对超声技术降解酸性红B废水过程中，超声时间、初始浓度、反应温度等对染料降解效果的影响，结果表明，延长反应时间，加大初始浓度，提高反应温度，都有助于提高降解效率。Rehorek等[5]的研究结果显示，利用超声波法降解酸性橙5、直接蓝71和活性橙16等几种偶氮染料，降解产物为完全矿化的无毒物质。陶媛等[6]采用探头式超声装置处理酸性黑att模拟染料废水，结果表明，探头式超声辐射装置对于浓度大于100mg/L的染料废水，降解效果不佳。Vajnhandl和marechal[7]对超声降解活性染料RB5过程中的活性氧物种进行了监测，发现采用探头式超声时自由基生成速率是杯式装置的20～25倍，碱性条件不利于染料的降解。
1.2处理含酚废水
petrier等人[8]用20kHz、200kHz、500kHz和800kHz等4种频率超声降解苯酚，结果显示，在200kHz的条件下，苯酚的降解效果最好。汤红妍等[9]研究发现，pH对苯酚的降解效率有显著影响。pH为4时，降解效率最高；pH高于10时，基本不发生降解反应。Ku等[10]在研究超声降解水中2-氯酚时发现，降解速度随溶液pH的增大而减小。Lin等[11]的研究也证实，在利用超声技术处理2-氯酚时，酸性条件的处理效果高于碱性条件。付荣英等[12]关于2-氯酚的实验表明，初始浓度为5g/L时的降解率是浓度为10g/L时的1.36倍。马英石等[13]以超声波/H2o2工艺降解水中2-氯酚的研究也发现，当2-氯酚的初始浓度较低时，2-氯酚的分解速率较快.
1.3处理苯系物废水
一些苯系物虽难以空化泡内被破坏，但易被空化泡崩溃后释放到水中的自由基氧化。研究得出，在超声波作用下苯和甲苯的降解过程符合一级反应动力学的特征[14]。另外，Visscher等人[15]用520kHz的超声波分别处理苯、乙苯、苯乙烯和邻氯甲苯溶液，分析得出，超声降解反应均为一级反应。
1.4处理有机农药废水
钟爱国等[16]使用超声波诱导降解水溶液中甲胺磷，实验结果显示甲胺磷的平均降解率可达到99%。David等[17]的研究表明，在频率为的超声波辐照下，初始浓度为0.1mmol/L的氯苯胺灵50分钟后几乎完全去除，降解的主要产物为Cl-、Co和Co2。
1.5加速污泥破解
污泥破解是指通过一定的方法，破坏污泥的絮体结构、细胞壁，溶出胞内物质，从而加速污泥稳定化过程[18]。a.teihm等[19]研究表明，频率31kHz、声能密度0.11w/cm3的超声波可以有效打破菌胶团。neis等[20]对超声处理后污泥的絮体尺寸分布、SCoD、进行了分析，讨论了污泥沉降性能和脱水性能的变化，并研究了不同初始污泥浓度对处理结果的影响。曹秀芹等[21]对超声作用下对污泥絮体结构的变化、和污泥温度的变化做了实验研究，得出声能密度和作用时间对细胞分解起着重要作用的结论。在污泥的处理工业实际应用方面，德国己经研制成功并投入运行一种技术，利用超声波将污泥体积和质量减少，同时增加沼气产率[22]。
2超声波与其他技术的联合应用
2.1超声波/臭氧技术
olson等[23]用超声波与臭氧联合作用来研究天然有机物腐殖酸氧化动力学，研究得出，总有机碳（toC）的去除率达到91%，有机碳矿化达到87%。RamanLall[24]用超声/臭氧法处理含蒽醌染料ReactiveBlue19的水溶液，证实超声波与臭氧存在协同作用。ince等[25]研究表明，超声波与臭氧的协同效应主要是由以下四方面引起：①超声波提高了溶液的传质速率；②热解产生更多的自由基；③挥发性中间产物在空化泡内进行热解；④热解产物进入液相增加了氧化物质的量。
2.2超声波/双氧水技术
孔黎明[26]通过研究证实，超声波/双氧水对苯酚的去除率为82.21%，而同等条件下，单独超声作用对苯酚的去除率为32.69%，单独使用双氧水对苯酚的去除效率为32.63%。Lin等的研究表明[27]，降解2-氯苯酚时，超声波/双氧水联合技术比单独使用超声波技术处理效果更好，2-氯苯酚的去除效率为99%，高于单独使用超声波技术时的25%。
2.3超声波/芬顿试剂技术
赵德明等[28]认为超声波/芬顿试剂技术具有更快的降解苯酚的速度，超声波与芬顿试剂（Fenton）之间存在明显的协同效应。张翼等[29]研究了超声/Fenton法处理偶氮染料橙黄Ⅱ，证实超声波对Fenton试剂处理该染料具有强化作用。刑铁玲等[30]采用低浓度Fe（Ⅱ）在超声作用下对亚甲基蓝染料及甲基橙进行处理，发现少量Fe（Ⅱ）的存在，可使超声降解染料的速率提高3倍左右。
2.4超声波/零价金属技术
零价铁单独降解硝基苯时，会产生有毒的中间体苯醌及最终产物苯胺，超声波/零价铁技术，可以将这些有毒化合物进行有效的分解。而且与单独超声波或相比，二者协同作用下，硝基苯降解反应的假一级动力学常数可提高1至2个数量级[31]。胡文勇[32]等用超声波/零价铁方法降解对硝基苯胺，对硝基苯胺降解速率和程度都显著提高。
2.5超声波/紫外光技术
e.naffrechoux等[33]用超声-紫外耦合的方法来处理苯酚溶液，二者耦合联用降解苯酚的速率比它们各自单独使用时明显提高。赵德明等[34]研究了利用超声波/紫外光技术降解对氯苯酚的过程，发现超声波/紫外光技术比单独一种技术的降解速率提高了1.5-1.7倍。
3发展前景
超声波降解水体中的化学污染物作是近年来兴起的一个研究领域，为了使其能投入生产运营中，还应考虑到它的经济性、实用性和放大性。超声波技术对于难降解有机废水的处理，以及对废水的深度处理，是未来的重点研究方向。
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超声波污水处理的方法篇3
关键词：超声波；强化传热；防垢；除垢
1引言
换热器是工业生产中广泛使用的热力设备。通常换热设备在运行一段时间之后都会出现结垢的现象，即在固体表面上逐渐积聚起来一层固态或软泥状物质，通常是以混合物的形态存在。污垢极大地增加了传热热阻，使传热效率降低，严重影响了换热设备的传热过程，甚至使设备不能正常运行，缩短了设备的使用寿命，造成巨大的能源浪费和经济损失，一直是传热方面亟待解决的问题。因此对换热设备采取合适的技术措施进行防垢除垢，从根本上解决结垢问题，对企业的生产、经济效益和环境保护等都有重要意义。
2换热设备常用防除垢方法
目前企业中较为常用的换热设备防除垢方法主要有机械清洗法、化学清洗法和超声波清洗法。
机械清洗法是采用人工清洗工具或专用工具设备对换热器表面进行清理。该方法可除掉化学清洗不能除去的碳化污垢和硬质垢，并且对钢材损耗小，但对于换热面的死角清洗不到，而且该方法需离线停车清垢，影响生产，清洗用时长，所需费用高。
化学清洗法是利用化学洗剂使换热面上的污垢脱离，可在线清洗，劳动强度小，但容易对设备造成腐蚀；清洗结束后还需对废液进行处理，否则直接排放会污染环境。
超声波清洗法利用了脉冲弹性波能量首先在金属中传播的原理。超声波因具有方向性好、穿透力强、在固体或液体中传播衰减小等优点，将其应用于换热设备不仅能减缓换热设备表面污垢颗粒的沉积速度，而且还能够有效地除掉已经形成的污垢。该方法既不会污染环境和浪费资源，也不会对设备造成损伤，对工作人员也不会造成任何有害影响。与此同时，它可清除的污垢种类广泛、除垢速度快、耗水量少、自动化程度高、工作性能可靠，还能连续在线工作。超声波防除垢技术从根本上防止或清除污垢的沉积，实现了实时动态防除垢的效果，并且能够起到一定的强化传热的作用，表现出巨大的优越性。
3超声波防垢除垢技术
3.1超声波防垢除垢机理
超声波是一种频率大于20kHz的声波，方向性好、穿透力强，易于获得较集中的声能。超声波在线防垢除垢技术，就是通过超声波强声场在管、板壁和介质接触界面间产生效应，破坏污垢的形成和附着条件来实现防垢、除垢的。
超声波在换热界面间产生的效应主要有：空化效应、活化效应、剪切应力效应及抑制效应。超声波防垢除垢机理如图所示。
（1）空化效应
超声波的辐射能使被处理液体介质产生大量的空穴和气泡，当这些空穴和气泡破裂或互相挤压时，产生一定范围的强大的压力峰，液体里的成垢物质在这种能量的作用下粉碎、细化悬浮于液体介质中，使物体表面及缝隙之中的污垢迅速剥落。
（2）活化效应
超声波在液体中通过空化作用使水分子裂解成自由基，在一定程度上增加水的溶解能力、提高流动液体中成垢物质的活性，增强其溶垢能力，可抑制污垢生成以及在管壁上沉积，使得成垢物质在液体中形成分散沉积体而不会在壁面上沉积，从而达到防垢的目的。
（3）剪切应力效应
污垢与金属的物理性质和弹性阻抗不同，所以超声波在金属换热管壁与垢层处的吸收和传播速度也不同，从而在两者上产生了速度差，形成相对剪切力，使污垢层产生松动、破碎而脱落，起到了除垢效果。
（4）抑制效应
超声波改变了管道内流体的物理化学性质，缩短了成垢物质的成核诱导期，刺激了微小晶核的生成，可抑制离子在壁面处的成核和长大，使既定结构的晶粒长大，因此减少了粘附于管壁上成垢离子的数量，从而减小了积垢的沉积速率。
3.2超声波防除垢设备
超声波防除垢装置主要由超声波电源发生器、超声波换能器、传输电缆以及安装超声波换能器的管道组合件组成。其中超声波电源发生器是一种将市电转换为换能器相应的高频交流电以驱动换能器进行工作的设备，由电源单元、主控单元、参数调测单元、显示单元、功放单元、遥控单元组成。1台主机（超声波电源发生器）可配置多个超声换能器头，能够提供超音频脉冲功率电能。超声波换能器是把来自电源发生器的电能转换成机械能（声能）的部分，是产生超声波的源。其内采用换能效率高的压电材料。超声波的频率相位实现自动跟踪，从而使发生器和换能器在最佳状态下工作，且超声波的输出功率可根据不同的工况需要而进行无极调节。
3.3超声波防除垢设备应用实例
（1）中石化某分公司一调温水换热器由于循环水中含有大量的钙镁离子以及微生物，在运行多年之后导致其每运行4-6个月左右就会形成一层0.5-1.5mm的硬垢，硬质垢表面附着少量淤泥等杂质，影响其正常使用，需要经常清洗处理。通过在检修时安装了超声波防除垢装置，一年半以后再次打开换热器时，发现换热器表面清洁无垢，部分呈现金属原色，且循环水进出口温度温差稳定维持在7℃左右，运行效果稳定。
（2）某石化公司的油浆蒸汽发生器用于油浆与除盐水换热产生中压蒸汽。因油浆中含有较多的固化物，换热过程中易结焦积碳，使换热效率降低，蒸汽产量下降。同时，油浆无法冷却到工艺要求的温度，只能通过降低流量来确保油浆的冷却效果。该发生器每年都需要清洗，每次清洗是管束内侧结垢、腐蚀较重，垢层厚度2-3mm，部分管束堵塞。该公司在安装了超声波在线防垢除垢装置后，蒸汽产量增加，经济效益显著。一年后打开换热器，基本无垢质，不需清洗。该装置的使用减少了设备清洗次数，节约了清洗费用。
（3）中油管道某输油气分公司输油站使用了6套热媒/原油换热器，由于污垢的产生，换热器换热效率普遍下降10%左右，每年经济损失十余万元。通过改造安装了2套超声波脉冲防除垢装置并投入使用。投运一个半月后，换热效率提高2个左右百分点，投\五个月后，效率提高6个左右百分点，成功解决了换热设备的结垢问题，并为企业节约了能源和资金。
超声波污水处理的方法篇4
摘要利用超声波来降解大分子物质,是近几年来国内外研究者关注的热点领域之一。对超声波降解大分子物质的原理及研究现状进行综述,并展望了超声降解的发展前景。
关键词大分子;超声波;降解;研究进展
abstracttheapplicationofultrasoundtothedegradationofmacromolecularsubstancesisahotdomain,whichhasattractedmuchattentioninrecentyears.inthisarticle,thetheoryandthecurrentsituationoftheultrasonicdegradationofmacromolecularsubstancesweresummarized,andtheprospectsoftheultrasonicdegradationwerealsogiven.
keywordsmacromolecule;ultrasound;degradation;researchprogress
大分子物质降解的方法有物理降解法、化学降解法和酶解法。其中,化学降解法简单易行,但降解产物分子量均一性差,需进一步分离纯化,而且在降解的过程中容易对物质本身和环境造成污染。酶解法可以定向控制降解产物分子量的大小,对环境无污染,但专一性的酶价格昂贵且不易获取。物理降解法是一种绿色高效的降解方法,操作简单,无污染,可控性好。目前研究最多的物理降解法有微波法、辐射法和超声波法。超声降解法因具有节省能源和时间、简化操作步骤、减少有机溶剂污染、降低副产物等优点,表现出良好的应用前景。
1超声波降解大分子物质的机理
超声波与声波一样,是物质介质中的一种弹性机械波,其频率范围为2×104～2×109hz。超声波被认为是激发反应和强化过程的有效手段,使用特征超声场可以提高许多反应过程的反应率及选择性,如超声浸提、超声起晶及超声除垢等技术已广泛应用于生产实际。近年来,超声波作为聚合物降解新技术引起了相关学者的注意,研究表明,通过超声波处理可以在保持聚合物原有化学特性的同时使聚合物的原有分子量降低[1-2]。超声降解的机理,目前认为超声降解主要是机械性断键作用以及自由基氧化还原反应。超声波的机械性断键作用是由于物质的质点在超声波中具有极高的运动加速度,产生激烈而快速变化的机械运动,分子在介质中随着波动的高速振动及剪切力的作用而降解;水溶液在超声波作用下产生空化效应而导致自由基的产生,进而启动氧化还原反应,对大分子底物进行解聚[3]。
2超声波降解的研究现状
2.1有机污染物的降解
现代工业的快速发展和城市化的加速,导致水体的污染和水资源的短缺,这已成为世界各国普遍存在的问题。控制水体污染,降解污水中的有毒有害成分以减少对自然水域和城市地下水源的污染,提高非饮用水的重复利用率,关键在于水处理技术方法的研究。一般的工业和生活污水可以通过传统的水处理技术和工艺得到适当处理,而对于难降解的有机污染物废水的处理,使其达到完全无害化,不产生二次污染,已成为当前主要研究目标。超声波处理作为一种绿色高效降解有机污染物的方法,已引起人们的广泛关注。
超声波降解水中有机物的机理主要是声空化机理。当一定强度的超声波通过水溶液时,液体中的微小气泡在声波负压半周期迅速增大,在相继而来的声波正压周期中又被压缩而崩溃,崩溃的瞬时产生高温高压,同时伴有冲击波和射流现象,为化学反应提供了一个极端的物理环境。在这一环境下,空化泡内的有机物发生高温热解,水分子反应生成极其活泼的-oh和h2o2,而-oh可以与空化泡界面甚至溶液中的有机物反应,同时产生超临界水,为有机物降解提供有利的条件[4]。
kobayashi等[5]的研究表明,超声波在处理聚苯乙烯的过程中可以起到“双向调控”的作用,若适当调整操作参数,既可促进小分子聚苯乙烯的聚合,亦可降解大分子聚苯乙烯。taghizadeh等[6]研究不同浓度聚乙烯醇水溶液的超声降解,发现随着溶液浓度的增加,聚合物降解的速率降低,建立用粘度等数据拟合的简单动力学模型,解释了实验最佳方式的结果,得出粘度是一个监测解决聚合物降解的实际做法。vijayalakshmi等[7]研究不同初始分子量的聚氧乙烯和聚丙烯酰胺的水溶液和非水溶的聚丙烯酸丁酯和聚丙烯酸甲酯的甲苯溶液在30℃下的超声降解。结果表明,降解速率常数与初始分子量的大小有关,在超声降解过程中溶剂的蒸汽压是主要角色,而不是聚合物与溶剂的相互作用。
2.2多糖的降解
糖类是自然界最多的有机化合物,多糖是重要的生物高分子化合物,几乎存在于所有有机体中并参与其生命的全部过程,其生物功能越来越引起学术界的重视,多糖具有抗肿瘤、提高免疫力、降血糖、抗衰老等作用[8-9],越来越多的植物多糖和微生物多糖被开发成为具有保健功能的食品或药品[10]。多糖具有极为复杂的“连接方式或异构体”和“分枝形式”,蕴藏着结构的多样性,即使只有一种单糖组成的糖类聚合物,分子量的差别也会体现出空间结构的差异和生物特性的不同。多糖具有分子量大、水溶性差、不利于生物吸收入体内发挥生物活性、直接注入体内也有较大毒性等特点。多糖构效关系的研究表明,多糖分子量大小与其抗肿瘤活性、抗血栓活性、刺激植物生长的作用之间有显著的相关性,而且只有在一定的分子量范围内才有较高的活性。多糖类药物的分子量分布问题已开始引起重视[11]。
超声波对多糖大分子物质的降解也成为近期的一个研究热点[12-17]。当声波在媒介中传播时,媒质分子间的平均距离增大,超过极限距离后,破坏液体结构的完整性,造成空穴。这些空穴破碎时会产生局部性的高压和剧烈的温度变化,该效应称之为空化效应。空化效应产生的机械性断键作用以及自由基的氧化还原反应被认为是超声波降解大分子物质的主要机理[12]。
czechowska-biskup等[17]对淀粉进行超声处理使得淀粉分子量减小,降解反应伴随副反应,导致羰基的生成。machova[18]对超声处理真菌多糖的研究表明,超声可降低分子量,随着时间的延长,数均分子量和重均分子量的比值减小,体系均匀度增大。任瑞等[19]用脉冲超声降解香菇多糖,通过单因素试验考察超声功率、多糖浓度及体系温度对降解过程中溶液特性粘度变化的影响,并研究降解前后香菇多糖的体外抗氧化活性的变化。发现超声功率的增大及体系温度的增加均有利于香菇多糖超声降解作用增强。在抗氧化活性方面,降解后的香菇多糖(ud-lnt)较未降解的香菇多糖(lnt)在清除超氧负离子和羟基自由基上有一定的提高。黄永春等[20]研究超声波对魔芋葡甘聚糖的降解作用,考察了超声功率、超声时间、降解温度、魔芋葡甘聚糖浓度等对降解的影响,结果表明,超声波对魔芋葡甘聚糖有明显的降解作用,降解的最适条件为超声功率100～150w、超声时间120～150min、降解温度45℃、魔芋葡甘聚糖浓度0.8～1.0g/ml。刘石生等[21]研究超声波对壳聚糖降解作用的主要机制,证明空化作用是其主要作用机制;对其降解反应类型的分析表明,反应属于高斯降解类型;红外吸收和x射线衍射结果表明,降解时1-4苷键发生断裂,降解前后晶态没有变化。
2.3其他大分子物质的降解
gr??nroos等[22]对羧甲基纤维素(cmc)超声降解的研究表明,超声降解的速度取决于cmc的初始粘度、初始分子量的大小及物料的初始浓度,初始浓度越大,初始分子量越大,聚合物的浓度越大,则降解速率也就越快。
desai等[23]研究不同条件下超声波对低密度聚乙烯的邻二氯苯溶液的降解作用,考察的因素包括浓度、温度、体积,结果表明,浓度降低,体积减小,温度降低,超声降解速率增加,而且大范围的降解发生在超声辐照的初期,想要持续的超声波发生作用,就需要流动的底物。限制性粘度也取决于溶液的浓度和体积,同样也会影响空化的强度。
2.4超声作为降解的辅助措施
超声波不仅可以作为降解的主要手段,也可以作为辅助条件来促进其他方法对物质的降解。
张峰等[24]讨论了一种在超声波条件下用h2o2降解壳聚糖的方法,发现在超声波条件下,h2o2降解壳聚糖的反应能在较低温度进行,降解反应速度提高近3倍,且产物白度令人满意。
黄永春等[25]研究超声波条件下α-淀粉酶对壳聚糖的降解情况,结果表明,超声功率为30w时,超声波能促进α-淀粉酶对壳聚糖的降解作用,并且超声波并未改变α-淀粉酶对壳聚糖作用的最适ph值和最适温度。超声波促进α-淀粉酶降解壳聚糖的机理可能是超声使溶液体系产生高频振荡作用,使酶和底物的接触频率大大增加,同时产物的释放也加快,从而使降解速度加快。
3前景展望
大分子物质的降解已经成为近期研究的热点,如何控制降解得到物质的分子量大小,成为大分子物质降解的难点。传统的降解方法降解物质比较随机,难以得到比较纯的物质,给分离纯化带来困难。近期研究最多的新型方法则是物理场辅助传统方法,降解速率快,操作简单,控制其影响因素则可以控制降解分子量的范围,预计物理降解将成为以后大分子物质降解的趋势。而超声降解作为一种简单的物理降解方法,则更显示了其优越性。如何通过控制超声波的条件来控制其降解程度,将成为以后研究的热点。
4参考文献
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超声波污水处理的方法篇5
【关键词】污水处理；液位计；选型
本文以液位计的原理结合污水处理厂的工艺的实际，阐述在污水处理上液位计的选型。
本文以一个造纸污水处理厂为例。该污水处理厂主要处理造纸脱墨污水（高浓度Dip废水）造纸废水及其他生产废水。其中高浓度Dip废水先经过厌氧处理后，与造纸废水及其他生产废水一起进入SBR好氧生物处理系统，再经过三级化学处理后排放。处理过程中产生的剩余污泥经过浓缩池浓缩后，送至污泥脱水单元进行脱水外运。
液位计在污水处理应用中占的很大的比例，在整个污水处理的各个环节中几乎都有应用。污水处理中，需要测量液位有废水，污泥，化学品溶液等。在利用自动控制的污水处理系统中，液位计除了用来测量液位计，很多还涉及到自动控制中连锁泵的启停及控制阀门的打开和闭合。
以下按照结合工艺分析一下，污水处理液位计的选型。
1.磁翻板液位计
原理：液位计根据浮力原理和磁性耦合作用原理工作的。当被测容器中的液位升降时，液位计主导管中的浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到现场指示器，驱动红、白翻柱翻转180°，当液位上升时，翻柱由白色转为红色，当液位下降时，翻柱由红色转为白色，指示器的红、白界位处为容器内介质液位的实际高度，从而实现液位的指示。
特点：（1）结构简单，显示清晰，读数直观，特别适用现场显示。
（2）设备开孔少，一般选用带远程输出的磁翻板液位计，使现场和远程都能监控。
（3）根据介质的情况，如易污易堵的介质，则需要定期的清洗主导管，清除管道内的沉积物，以保证测量的准确性。
在污水处理工艺上，磁翻板液位计常用于化学溶药槽罐，酸罐，碱罐等液位的测量。
2.超声波液位计
超声波式液位计是利用超声波在液面处反射原理进行液位离度检测时，即应用回声测量距离原理工作的。当超声波探头向液面发射短促的超声波脉冲时，经过时间t后，探头接收到从液面反射回来的回声脉冲，因此探头到液面的距离可按下式求出：设超声波探头到容器底部的距离为h，则实际液位。式中，v为超声波在被测介质的传播的速度（也就是声速m/s），由此看出，只要知道声速v，就可以通过精确测量时间t，求出液位的高度H。[1]
2.1超声波液位计的特点
（1）超声波液位计可以做到非接触式测量，运行稳定可靠：超声波物位计安装于料仓、液罐上方，不直接接触物料，克服了其它型号液（物）位计直接接触物料和由此而带来的弊端。
（2）可以测量的范围大，液体，块状，粉末物位都可以测量。
（3）可以定点连续的测量，且能方便提供遥测和遥控的测量信号。
（4）安装简单方便，且不需要安全防护。
2.2超声波液位计的缺点
（1）超声波液位计测量会有盲区，安装的时候需要避开盲区，当液位进入盲区后，超声波变送器就无法测量液位了，所以在确定超声波液位计的量程时，必须留出盲区的余量，安装时，变送器探头必须高出最高液位盲区左右。这样才能保证对液位的准确监测及保证超声波液位计的安全。
（2）超声波液位计在有泡沫的情况下，因为声波不能穿透泡沫，声波就会在泡沫上反射回来，这样测量就与实际的液位有较大的偏差。可在有泡沫的槽罐容器加入消泡剂，减少泡沫的产生，保证测量准确。
（3）超声波液位计在有搅拌器的容器中会受到搅拌器的影响，造成反射假反射回波，造成测量的不准确。通过降低搅拌器的转速，安装液位计的时候离开搅拌器的中心，可以减少搅拌器对超声波液位计测量的影响。
（4）测量介质的温度对超声波液位计也有影响，尤其是在密闭的容器里，介质的温度与周围的温度有温差时，会探头的周围凝结水珠，这样会影响测量的准确。可以通过在安装超声波液位计的时候，接压缩空气管对着探头吹，减少因为介质与容器及探头的温度差凝结的水珠对测量的影响。
3.静压式液位计
静压式液位测量方法是根据液柱静压与液柱高度成正比的原理来实现的，通过测得液柱高度产生的静压实现液位测量的，差压式液位计，是利用当容器内的液位改变时，由液柱产生的静压也相应变化的原理而工作。
静压式液位计是通过测量液体的液位高度而产生的静压力来测定液体液位。根据p=ρgh，而液体的密度ρ，重力加速度g是已知的，只要测出压力p，就可以求出液体的液位h。[2]
—种用于液位测量的压力仪表是投入式液位计，即把液位测量仪表投入到待测液位的介质屮，随着液位的变化，压力变送器中的扩散硅等压力检测元件将静压力转换为电阻信号进行液位检测，投人式液位计可以直接投人被测介质中。
投入式压力液位计的特点。
（1）结构简单，采用固态结构，无可动部件。
（2）安装使用相当方便，使用寿命长。
（3）测量范围比较广，可以测里从水、油到黏度较大的相状物等。
（4）它不受被测介质起泡、沉积、电气持性的影响，无材料疲劳磨损，对振动、冲击不敏感。
（5）价格便宜，可靠性比较高。
（6）安装时，注意要选择流体相对平稳，波动小的地方安装，如果避免不了水流冲击，摩擦振动时，需要加装隔离管，减少水流冲击，保证测量的准确性和稳定性。
（7）安装投入式液位计时，最好离池底或者罐底100mm到200mm，以减少因为池底或者罐底有淤泥及介质的沉淀物，影响测量的准确度。
（8）在水质过差的环境下，尤其是介质有很多悬浮物，杂质时，容易堵塞取压孔，影响测量准确度。需要定期对液位计进行清洗、疏通取压孔，以保证测量准确和稳定。
压力式液位计适合用于水质较好的工艺流程中，比如上清集水池，滤池，清水池，外排水池以及SBR池。通过加装隔离管避开池底污泥杂质也可以用于带搅拌的浓缩池调节池。
4.雷达液位计
雷达传感器的天线以波束的形式发射电磁波信号，发射波在被测物料表面产生反射，反射回来的回波信号仍由天线接收。发射及反射波束中的每一点都采用超声采样的方法进行采集。信号经智能处理器处理后得出介质与探头之间的距离，送终端显示器进行显示、报警、操作等。[3]距离物料表面的距离D与脉冲的时间行程t成正比：
D=C×t/2
其中C为光速因空罐的距离e已知，则物位L为：L=e-D
雷达液位计的特点：
（1）雷达液位计采用一体化设计，无可动部件，不存在机械磨损，使用寿命长。
（2）由于电磁波的特点，不受环境的影响。故其测量的应用场合比较广。雷达液位计的探头与介质表面无接触，属非接触测量，能够准确、快速地测量不同的介质。探头几乎不受温度、压力、气体等的影响。可以在工况恶劣，变化大，有水气、蒸汽、泡沫等超声波液位计不能胜任的场合下使用。
（3）雷达液位计也适合用于在有搅拌器，液面变化无常，多变的场合下。
（4）雷达液位计价格相对昂贵，但是几乎可以适用污水处理的各个工艺液位控制流程。
综上所述，由于污水处理的工艺流程中涉及很多需要测量液位的场合，也由于污水处理本身工艺的特点，在选型过程中，需要针对各个工艺流程及介质的特点，选择合适的液位计，对工艺测量的精度和可靠性稳定性以及经济性使用寿命都会有很大的影响。建议在经费允许的情况，尽量选择精度高，维护少，寿命长的液位计。使整个污水处理的液位测量和控制在可靠，稳定，安全下运行。
【参考文献】
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超声波污水处理的方法篇6
[关键词]超声波；紫外线；中水处理；杀菌
中图分类号：X703.5文献标识码：a文章编号：1009-914X（2016）17-0305-02
引言
由于投加氯系杀菌剂引起输送管道腐蚀严重，同时后续应用造成极大的隐患，中水水质得不到改善。因此，利用物理杀菌结合化学方法控制微生物、结垢和腐蚀的同时抑制细菌增长的研究便开展起来并取得了可喜成果。
超声波具有强烈物理学和生物学作用，其空化作用可以显著增加紫外线透射率、增加水体的扰动、分解水体所含各种微粒、增加水体所含微粒的滚动，从而使紫外线照射水体的相对剂量增大。将超声波引入紫外线杀菌装置，可使细菌含量减少，达到石油化工中水水质标准，注入循环水系统运行正常，减少了生产成本，提高系统寿命的同时对保护环境发挥了重要作用。
1化工污水回用中水水质特点
某石化企业中水回用水量14400吨/日，由于中水细菌含量不稳定，注入循环水系统中造成水质问题，长期困扰企业节水减排工作。2013年流失水量高达85%，中水达标率平均只有58.5%。水质不达标导致设备及管道严重腐蚀、结垢，造成很大的经济损失。安装超声波紫外杀菌器后细菌总数合格率达到98.6%。
1.1污水回用处理后水质
1.2中水回用系统的腐蚀特点
高温环境有利细菌繁殖，细菌大量存在是产生腐蚀结垢的主要原因，另外溶解氧作为催化剂的存在是进一步加快腐蚀速度的原因。
2紫外线杀菌在污水处理中应用
2.1紫外线杀菌生物特性
微生物细胞中的核糖核酸（Rna）和脱氧核糖核酸（Dna）吸收光谱的范围在240～280nm，对波长255～260nm的紫外线有最大吸收能力。紫外线杀菌灯所产生的光波的波长恰好在此范围内，因此利用紫外线可以有效地达到杀菌的目的。紫外光被微生物的核酸所吸收，一方面可使核酸突变阻碍其复制、转录，封锁蛋白质的合成，另一方面产生自由基，可引起光电离，从而导致细胞死亡，由此达到高效能杀菌。
2.2中水水质对紫外线杀菌效果影响分析
透光率和辐射剂量是衡量紫外线杀菌效果的主要指标，石化行业回用中水水质比较特殊，其中油类、硫化物、悬浮物对紫外线有较强的干扰和吸收作用，射线量也相对减少，并有遮蔽紫外线保护细菌的特点。即便经过滤膜过滤也很难使水的紫外线透光率大幅度提高。水中的杂质容易粘附在紫外线灯石英防水保护套管外，形成污染，遮蔽紫外线，显著降低紫外线透射率。
3超声波工作原理
超声波换能器将脉冲电信号转换成相应的机械振动，产生定向传播纵波，各质点形成稠密与稀蔬相间的交变波形，分子间原有的吸引力被破坏而下降。超声波传播速度随着介质的变化而产生速度差，从而在界面上形成剪切应力，导致垢晶体与管壁间结合力减弱，因此可以将容器的内表面彻底清洗。对液体施足够功率的超声波时，产生空化现象，空化气泡数可达50x103/s，局部增压峰值可达数百甚至上千大气压。
在水溶液里，由于超声波的作用，能产生过氧化氢自由基，具有杀菌能力。没有运用超声波处理的垢其微观形貌呈细小的颗粒和棒状的结晶状态，并紧密交织在一起。而经过超声波对微生物破坏，强烈的震荡使得细胞彻底破坏。同时，微生物细胞液受高频声波作用时，其中溶解的气体变为小气泡，小气泡的冲击可使细胞破裂，因此，超声波对微生物有杀灭效应。
4超声波结合紫外线杀菌器方式
4.1超声波应用于紫外线杀菌器的作用
超声波紫外线杀菌器由紫外线杀菌器、超声波换能器、控制柜等组成。
超声波换能头在容器上形成的剪切应力导致杂质与管壁间结合力减弱，能够阻止或逐步清除杂质微粒附着在管壁和容器内壁上，达到动态清洗的目的。通过超声波换能器进行污水空化处理，清洁紫外线石英套管，使得紫外线有效剂量增加，从而提高杀菌效果。另外，由超声波所激发的微水流对杂质微粒也有显著的清除作用。
4.2超声波紫外线杀菌器应用
按照600m3/小时水量设计，超声频率控制在28KHzt，功率2kw，紫外灯接触停留时间4.25秒，紫外剂量80mJ/cm3，经过现场测试可去除99.9%的还原菌。
超声波的振动清洗、剪切和空化作用可以动态清洗石英套管表面，提高紫外线透射率，使水体有效照射剂量明显增加。同时通过对水体的扰动，分解水体中所含各种微粒，增加水体所含微粒的滚动，从而使紫外线照射水体的相对剂量增大，杀菌率明显提高，杀菌效果稳定，水质达标率98.6%以上。
5结论
通过超声波的振动剪切和空化作用可以分别实现对石英防水套管的动态清洗、分割破碎及产生大量空化气泡，提高紫外线透射率和杀菌率，并且不产生任何二次污染。超声频率控制在28KHzt，功率达到2kw，紫外线辐射剂量80，000μws/cm2可去除99.9%的还原菌。采用紫外线杀菌技术与超声波技术相结合，实现了高效杀菌，中水达标率由58.5%提高到98.6%以上。
参考文献
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超声波污水处理的方法篇7
【关键词】清洗方法；手术器械；质量检测；控制措施
随着医疗技术的不断发展进步，医院消毒供应中心每天需要消毒的医疗器械设备的数量、种类也在不断增多，其具有污染严重、结构复杂的特点[1]。清洗环节是器械设备实现灭菌、无菌程度的重要一步，需要严格规范器械设备的清洗步骤，不断加强清洗关键环节的工作监测，从而切实确保手术器械清洗质量。
1材料与方法
1.1材料本组研究采样物品共有144件，清洗之前有器械24件，其中包括有手术剪3件、子宫颈钳2件、组织钳2件、咬骨钳2件、吸引器头2件、骨髓活检穿刺针2件、气管扩张器3件以及持针钳3件、髂骨穿刺针3件以及血管夹2件。清洗后器械有120件，其中采用超声波方法清洗的器械有16件，采用手工方法清洗器械有20件，采用清洗消毒机物品有14件。另外有30件器械结合采用手工方法、超声波清洗以及高压水枪清洗方法进行清洗，有40件器械采用清洗消毒机清洗方法结合手工方法清洗。其中清洗器械以及清洗质量检测设备及物品包括有高压水枪、超声波清洗器、多酶清洗剂、除锈剂、全自动化清洗消毒机以及各种专用器械刷、专用器械剂、3m清洗测试棒以及带光源放大镜。
1.2方法在对器械设备进行清洗之前需要对手术器械进行预处理，采用敷料将残留在手术器械上的组织残留物或者血迹擦拭干净。将器械设备清点好后浸泡在多酶清洗液中或者是放在清水中进行浸泡。
1.2.1超声波清洗方法将器械设备放置在流动水下进行清洗，帮助除去器械设备上存在的污染物，然后开始进行洗涤操作。把需要清洗的器械放入专用清洗网架设备上，然后放置在清洗槽内，加入一定比例的设备清洗液，控制清洗水温≥45℃。结合设备污染程度以及器械设备各个超声频率情况以及相应的工作时间，确定超声清洗持续时间为3～5min。控制超声功率保持在40%～100%。最后漂洗步骤采用去离子水进行漂洗。
1.2.2手工方法清洗将器械放于温度为15～30℃左右的流动水下进行清洗，帮助除去污染物。然后使用适合的清洗剂进行浸泡，并进行刷洗或者擦洗处理，进而采用流动软化水进行刷洗或者是冲洗，最后使用去离子水帮助漂洗，从而完成手术器械的清洗工作。
1.2.3全自动清洗消毒机结合手术器械类型采用事先设定好、与之相应的清洗步骤完成设备的清洗工作。通常设置清洗流程为预洗处理酶洗操作超声波清洗方法1次漂洗处理2次漂洗消毒干燥处理。其中进行预洗操作、主洗处理以及最后漂洗操作中水温应控制
1.3器械清洗监测及效果检测
1.3.1实行目测检查清洗质量使用5倍带光源放大镜帮助目测检测手术器械管械腔道、关节轴以及咬合面结构等结构的清洁程度。如果需要还可以采用白纱布帮助擦拭器械螺旋关节、齿槽结构以及缝隙等部位，检测有无印迹存在。利用管腔白通条帮助察看纱条上存在的印迹，并且检查器械设备表面、齿槽、关节轴等部位的广结、干净程度。如果发现没有污渍存在并且器械功能良好，并且管腔白通条以及白纱布均不存在印迹以及污染情况则表示为清洗达标。
1.3.2采用3m清洗测试棒进行检查改方法是利用颜色改变对判断清洗后器械表面蛋白质残余情况，其原理是采用双缩脲反应，即使蛋白质残余量少于3μg仍然能检测出[2]。根据使用说明利用专用的增湿剂滴在棉签上，大概滴注4～6滴，利用物体表面采样手段来完成采样工作，实现采样之后把棉签工具放进3m清洗测试棒工具中，进行适当振荡之后置入培养容器设备中培养。控制培养器温度保持在37℃，持续时间为45min。完成培养环节后，比较3m清洗棒工具中的对照色，并认真记录溶液或者是棉签最终颜色。其中紫色表示高度污染，淡紫色则表示属于中度污染，而灰色表示为轻度污染，清洁则显示为绿色。
1.3.3采用BrowneStF负荷测试卡[3]方法进行检查这样检查方法主要是帮助检查手术器械经过清洗后性能良好情况，按照使用说明把携带有SiF负荷测试卡工具的监测夹安放在物品清洗托盘上。完成全部清洗过程后将其取出来，通过目测方法检查器械表明清洗干净，然后评价清洗干净程度。如果器械表面没有发现红色模拟物存在，并且塑料夹板透明光洁则表示清洗效果达标。若器械表面残留有红色模拟物则表示器械清洗效果没有达标。
2结果
通过采用不同清洗方法进行清洗，结果表明清洗之前选取的24件器械均属于重度污染，其污染率为100%。目测清洗后器械发现清洗干净度为97%，通过5倍带光源放大镜帮助检查发现清洗干净程度仅为94%。其中单一清洗方法中16件污染器械超声波清洗合格数为12件，14件采用手工清洗中达标有11件。30件结合手工、超声波以及高压水枪方法进行清洗，达标数位30件。40件采用手工方法结合清洗消毒机进行清洗，达标数为38件。利用单一手段清洗器械，检查发现扔存在一定程度的污染情况，而采用组合清洗方法进行清洗能大大提高清洗质量。
3讨论
手术器械进行清洗处理对于提高灭菌质量尤其重要。不管采用哪种清洗措施，清洗质量都会受到污染物种类、污染程度、器械结构复杂情况、清洗剂以及清洗水温度、水质量等因素影响。所以采用单一清洗方法比较难获得满意的清洗效果，此时可以采用超声波帮助清洗器械内壁结构以及振荡干涸污物使其掉落，然后采用适合的刷洗工具进行手工刷洗处理。对于管腔类手术器械还能结合高压水枪对水流进行加压，对内壁结构进行反复冲洗。针对复杂器械清洗工作，可以将能拆开的部件进行拆开，然后对关节轴、粗糙表面以及螺旋纹等部位进行认真刷洗，然后采用全自动清洗消毒机进行进一步清洗。日常清洗工作中，在使用清洗消毒机前需要进行空洗处理，帮助清除清洗剂自身存在的污染，并对出水口、机舱以及摇臂等部位都进行清洗，并检查剂存量以及清洁液存量，定时检查清洗水剩余量以及温度，从而确保器械清洗工作能顺利完成，不断提高清洗质量。
综上所述，改善手术器械清洗措施以及提高清洗质量是一项连续工作，结合多种不同清洗手段进行清洗能帮助大大提高清洗质量。同时结合有效精确的监测方法来帮助检测清洗效果，能进一步确保器械清洗质量。
参考文献
[1]曹登秀.手术器械清洗质量监测与控制措施.中国消毒学杂志，2012，29（2）：156-157.
超声波污水处理的方法篇8
关键词：绿色；水处理技术；研究；应用进展
经过较长一段时期的发展，国内外已经在绿色水处理技术方面取得了一些显著成果，主要有高级氧化技术、超临界水氧化技术、电催化氧化技术、超声波降解技术以及膜分离技术、绿色絮凝技术等。
一、高级氧化技术
高级氧化技术主要包括固相催化剂法、、03/H202法o/UV法、H202/Fe2+法、H202/UV法等。高级氧化技术的化学原理是反应中可以产生氧化能力非常强的・oH，・oH能够无选择性与有机污染物进行氧化反应，直至使之完全氧化为Co2和H20。高级氧化技术具有经济指标先进、无毒、无污染的突出优点，是典型的绿色水处理技术，其中光催化氧化技术被认为是最为经济的做法而成为研究的热点。
光催化氧化技术是在光化学氧化技术的基础上进一步发展而来的，并对它做出了很多的调整和改善。光化学氧化技术是在催化剂或可见光及紫外线的作用下，实现对水中污染物降解的反应过程。光催化氧化反应可以分为非均相和均相两种类型，二者的反应过程和特点都有比较明显的差异，适用的条件也不尽相同，在实际的处理工作中，要根据污水的实际情况，选择比较适应的氧化技术。
二、超临界水氧化技术
超临界水指的是在压力和温度都分别超过临界压力22mpa和临界温度374°c时，处于临界状态的水。超临界水对氧气和有机物来说都是比较好的溶剂，对有机物上文氧化可以在富氧的均一相中进行，反应的进程不会因为相间的转换而受到限制。超临界水氧化技术在处理有毒有害、污染物难降解的有机废水十分有效，氧化比较彻底并且不需要后续进行处理，整个氧化过程都是在封闭状态下进行的。超临界水氧化法具有停留时间较短、去除污染物的效率高、不需要添加额外的催化剂、清洁、广谱等一系列的突出优点，可以应用于医药、食品、军事工业、核工业废水和化工废水以及城市污水的处理工作中。
三、电催化氧化技术
电催化氧化法利用的是污水在电解的过程中产生的・oH，・oH主要是在电极材料的催化作用下产生的，能够使有机污染物完全氧化成为Co2和H2o.电催化氧化法的处理速度快，并且效果也很好，除此之外，它还具有实施过程无污染，不产生毒害中间产物，后期处理工作简单，占地面积小等优点。从我国的目前情况来看，电催化氧化技术在含醛、酚、烃、醚、醇和燃料等有机污染物废水的处理中逐渐得到应用和推广，但是还存在电极寿命不长，耗能量比较大，实用化的电极材料不多等现实问题。在实际的应用过程中，需要解决有效抑制析氢析氧等副反应，提高电流的效率，对电源和填料的方式进行调整和改进。
四、超声波降解技术
超声波降解技术的反应原理是：在超声波以一定的强度和频率作用于液相反应系统时，液体的密度会降到足以使液体介质中产生大量的瞬间生成又瞬间崩溃的微小气泡，从而将声场的能量集中在一起。在压缩的过程中，已经生成的微小空化泡被大大压缩，直至发生崩溃，在极小的空间内将所有能量都释放出来，进而产生瞬间的局部高压（50.7mpa）和局部高温（5000K），这就是通常所说的“热点”、空化过程中伴随着的高温可以导致自由基・oH、Ho2・、H・、H202和超临界水的形成以及声致发光现象，高压将在液体中产生强大的冲击波（均相）或高速（>110m/s）射流（非均相），这样一来就可以大大加速与促进氧化还原分解反应，特别是非均相反应的进行，使一些需要在较高温度与压力等条件下的反应可在常态下顺利进行。
超声波降解技术具有污染较少，甚至没有任何污染、设备简单等优点，降解的过程中还能对污水进行杀菌和消毒，是一种潜力比较大的水处理新技术。但是，由于超声波降解技术存在耗能量较大和能量转化效率低下等问题，在水处理的实际情况中还未得到大规模的推广和使用。
五、膜分离技术
膜分离技术是一种新兴的高效分离技术，它具有分离的系数比较大、能在常温状态下进行、物质不发生相变、适用的范围广泛、装置简单、操作方便等特点。膜分离技术在对废水进行处理的过程中可以实现水的闭路循环，是可持续发展绿色理念的重大体现，在水处理技术涉及的领域范围内得到广泛的应用。
膜分离技术在环境保护的各个领域都开始广泛应用，已经应用于电厂循环冷却水、锅炉脱盐水、含油废水、高浓度生活污水、饮用水的深度等处理的过程中。但是，膜分离技术对水质的要求比较高，滤膜需要定期进行清洗和更换，存在运转费用和经常费用较高等问题。
六、绿色絮凝技术
微生物絮凝剂具有明显的生物降解性，可以防止对污水造成二次污染，是绿色环保的降解技术。除此之外，与有机高分子絮凝剂和无机盐类相比，微生物絮凝剂絮凝范围广泛，脱色效果更加突出。经过很长一段时期的研究，发现的具有絮凝作用的微生物已经超过17种之多，包括放线菌、霉菌、酵母菌和细菌等常见的菌类，它们都比较容易得到，用起来也很方便。
结语：综合上文关于绿色水处理技术的研究，我们要清醒的认识到绿色水处理技术的产生和应用是时展的必然趋势，是节约水资源，实现水资源循环利用的重要手段和方法。我国的绿色水处理技术自诞生以来，就有着旺盛的生命力，并且在应用的过程中取得了显著成效，在以后的发展阶段，我们更要加大对绿色水处理技术的资金和科技投入力度，促进水处理技术的完善和更新。
参考文献：
[1]吕涛；吴树彪；刘文昊；陈理；董仁杰.硝基苯废水处理技术的研究与应用进展[J].环境工程.2013（08）
超声波污水处理的方法篇9
[关键词]含油污泥调质机械分离超声波脱稳综合处理技术
中图分类号：X703文献标识码：a文章编号：1009-914X（2014）44-0054-01
含油污泥是油田开发和储运过程中产生的油泥、油砂，具有产量大、含油量高、综合利用方式少、处理难度大等特点，含油污泥得不到及时处理，将会对生产区域和周边环境造成不同程度的影响。因此，采用综合的处理技术，对含油污泥无害化、减量化、资源化处理将成为污泥处理技术发展的必然趋势。
1、含油污泥的特点及危害：
1.1含油污泥的来源及特点
原油开采、油气集输和污水处理等过程中会产生大量的含油污泥，主要来自两方面：一是原油从地层采收到地面过程中，在各类容器、大罐和回收水池等地面设施中淤积，定期清理产生的含油污泥，二是油水井作业、集输管道穿孔和不法分子盗油产生的含油污泥。
油田含油污泥的组成成分复杂，属于多相体系，一般由水包油、油包水以及悬浮固体杂质组成，是一种稳定的悬浮乳状液体系，污泥中胶质、沥青质等成分多，与大量残余药剂结合稳定，与固体颗粒吸附后，形成稳定的胶体，增大了回收处理的难度。
1.2含油污泥危害
含油污泥是油田开发和储运过程中产生的主要污染物之一，含油污泥得不到及时处理将给油田生产和周围环境带来巨大危害。一是含油污泥中的油气挥发，使生产区域内空气质量存在总烃浓度超标的现象，二是散落和堆放的含油污泥会污染地表水，使水中CoD、BoD和石油类超标，三是部分污泥在脱水和污水处理系统中循环，影响脱水和污水处理工况，致使污水注入压力愈来愈大，造成较大能量损耗等等。
2、国内外含油污泥处理技术现状
国外对含油污泥治理技术研究较早，尤其是美国、加拿大、丹麦、荷兰等国家，工艺技术比较成熟。国内各油田正在尝试应用多种技术对含油污泥进行无害化处理，但没有形成经济有效的配套技术。据调查，国内外处理含油污泥的工艺主要有调质-机械脱水工艺、高温裂解工艺、溶剂萃取处理工艺、生物处理工艺等。
2.1含油污泥调质-机械分离技术
浓缩、化学调节（即调质）、脱水是含油污泥处理系统必不可少的三个环节。高含水的含油污泥不能直接进行机械脱水操作，必须先进行调质；通过调质-机械分离，使含油污泥实现油-水-泥的三相分离。污泥脱水过程实际上是污泥的悬浮粒子群和水的相对运动，而污泥的调质则是通过一定手段调整固体粒子群的性状和排列状态，使之适合不同脱水条件的预处理操作。
2.2高温裂解工艺
高温裂解技术是指含油污泥在绝氧的条件下加热到一定温度（一般为450℃左右，甚至更高），使烃类物质在复杂的水合和裂化反应中分离出来，并冷凝回收。该工艺对含油污泥处理的比较彻底，处理后的高温污泥含油减少到0.01%（100mg/kg），可以直接填埋或抛洒。该工艺的主要优点是对污泥中的油回收率较高，处理后的污泥可以达到直接填埋的要求，缺点是热消耗大，投资较高。
2.3溶剂萃取处理工艺
溶剂萃取作为一种用以除去污泥所夹带的油和其他有机物的单元操作技术而被广泛研究，溶剂包括丙烷三乙胺、重整油和临界液态Co2等。油类从污泥中被溶剂抽提出来后，通过蒸馏再把溶剂从混合物中分离出来循环使用。经萃取后大多泥渣都能达到BDat（美国环保局按指定的最佳示范有效技术的处理标准）要求，回收油则用于回炼。
2.4生物处理工艺
目前，生物处理是比较有效的一种含油污泥处理技术，也是今后发展的方向之一。生物处理的主要原理是微生物利用石油烃类作为碳源进行同化降解，使其最终完全矿化，转变为无害的无机物质（Co2和H2o）的过程。
生物处理技术操作方便，作用持久，无二次污染，处理成本低，已在国外得到广泛的商业化应用，并将成为未来含油污泥无害化处理的主要方式。但目前仍存在着选择合适的菌种困难，处理周期长，对环烷烃、芳烃、杂环类处理效果差，对高含油污泥难适应等问题。
2.5固化燃烧工艺
固化燃烧工艺是用固化剂将含油污泥进行固化后，与燃煤按一定比例进行混合，作为锅炉燃料燃烧。燃烧后的废渣用于建材原料，废气经锅炉除尘系统处理后的达标排放。其优点是投资低处理比较彻底，泥中的油全部转化为热能，得到有效利用。缺点是固化、混合过程中劳动力强度大。
3、含油污泥综合处理技术
含油污泥的处理工艺多种多样，各有所长，仅靠单一的处理工艺和技术很难满足环保要求。因此，将各种工艺有机结合，取长补短，是实现含油污泥彻底无害化的发展方向。从目前看，以离心分离技术为核心，多种预处理和后续处理技术相结合的工艺即“超声波脱稳调质机械分离污泥固化”工艺经济可行。
3.1综合处理技术工艺流程：
首先将回收水池污水及含油污泥打入初级加热池，当泥浆加热到35℃时，经螺杆泵打入加热混合池继续均匀加热至50℃。再经螺杆泵打入超声波脱稳池，池内的超声波换能器发出超声波对油泥进行振荡粉碎处理，并在池底安装曝气装置使油泥和水均匀混合，提高脱稳效果更好。在脱稳过程中，上部的浮油被送入储油罐。经脱稳的油泥打入调质加热池继续加热至70℃，搅拌均匀后进入离心机进行固液分离。从离心机排出的浓缩污泥进入固化装置处理，分离出的油进入储油罐，油和水进入站内污水处理系统，从而完成油、水、泥砂的三相分离。
工艺流程示意图：
经过综合工艺处理后污泥中油含量≤2%，达到大庆含油污泥处理标准，用于铺路和垫井场；处理后水中油含量≤20mg/L，悬浮固体含量≤20mg/L，提高污水处理系统运行效果。
3.2综合处理工艺应用的关键技术：
3.2.1调质-机械分离技术
此技术主要包括调质技术和机械脱水技术两部分。
调质技术：通过适量投加表面活性剂、稀释剂（葵烷）、电解质（naCl溶液）或者破乳剂（阴离子或非离子）、润湿剂（可增加固体颗粒表面和水的亲合力）和pH值调节剂等，辅以加热减粘等手段。它是机械脱水的预处理。
机械脱水技术：采用卧式螺旋卸料沉降离心机，转鼓与输料螺旋以一定的差速高速旋转，含油污泥由进料管连续引入螺旋推料器内筒，加速后进入转鼓，在离心力场作用下，较重的泥沉积在转鼓壁上形成沉渣层。输料螺旋推进器将沉积的泥连续不断的推至转鼓锥端，经干燥区脱水后由排渣口排出至机外，较轻的液相将形成内层液环，由转鼓溢流口连续流出转鼓，经出液口流出机外。本机能在全速运转下，连续完成进料、沉降、分离、脱水和卸料等工序。具有结构紧凑、连续工作、运行平稳、对分离的物料适应性强、生产能力大、维修方便等特点。
3.2.2超声波脱稳技术
超声波处理的主要原理是超声波发生器产生的高频震荡信号由超声波换能器转换成高频机械震荡波传播到介质（含油污泥溶液）中，超声波在含油污泥溶液中疏密相间地向前辐射，使液体流动而产生数以万计的小气泡。这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长、而在正压区迅速闭合。在这种被称为“空化效应”的过程中，气泡瞬间闭合，可形成超过1000个大气压的高压，就像“小爆炸”连续不断地冲击污泥的表面，使污泥表面上的油迅速剥落，从而达到迅速分离油泥的目的。
4、结论与认识
4.1含油污泥的处理工艺多种多样，各有所长，仅靠单一的处理工艺和技术很难满足环保要求。从目前看，以离心分离技术为核心，多种预处理和后续处理技术相结合的综合处理工艺经济可行。
超声波污水处理的方法篇10
关键词：烟气连续监测系统；So2/o2/noX；火力发电
中图分类号：X83文献标识码：a
火力发电厂一直是大气污染中的重要污染源之一，火电厂是空气中二氧化硫的主要排放源，早在20世纪70年代，一些发达国家就开始对烟气排放的二氧化硫、氮氧化物进行监测。我国在这方面还比较落后，监测系统形成的也较晚，现在由于大气污染严重，人们已经开始对环境加以关注，各火电厂的烟气排放都具有严格的标准，烟尘分析成为排放的一个主要指标。烟气连续监测系统（简称CemS）是为烟气排放污染物连续监测而专门设计的在线监测系统。
1系统构成
烟气连续监测系统由So2/o2/noX分析仪、烟尘仪、流量计、压力变送器、湿度/湿度计及数据处理单元（DaS）组成。
1.1气态污染物监测系统
气态污染物监测系统有3种设计方法：直接抽取法、稀释取样法和现场安装型。
1.1.1直接测量取样法
直接测量取样法操作简单，方便，经济性强，主要是采用差分吸收法进行测量，即把部件安装在烟道中，将一束光直接照射在烟道气体中，利用分子的吸收光谱测量若干波长上的吸收系数，根据这些波长上分子吸收系数的差来确定吸收分子的含量，具有较强的抗干扰性。但由于这种方法主要是在烟道中进行，所以仪器在如此恶劣的环境下寿命就很难维持长久，维修起来也有诸多的不便，同时差分吸收无法实现在线校准，测量精度低，难以长期连续工作。
1.1.2稀释取样法
稀释法通过采用临界孔技术保证稀释比。所谓临界孔是指当临界孔两端的压力比达到0.53以上时，流体经过临界孔的流速被限制在声速，因此流体流过临界孔的流量是恒定值，很容易保证稀释气的压力恒定，即稀释气的流速亦是一个恒定值，所以样气的稀释比是一个恒定值。
1.1.3直接抽取法（加热管线法）
直接抽取法是通过加热管对抽取的已除尘的烟气进行保温，保持烟气不结露，经细除尘干燥装置冷凝除湿预处理装置后再送至分析仪。直接抽取法由于存在脱水过程，对烟气中浓度较低且易溶于水的HCl、nH3、H3S等成分无法测量，因此不能用于垃圾焚烧发电厂的烟气监测中。若将高温高湿的烟气送入仪器中进行分析，则对分析仪的要求很高，整套系统价格昂贵，多应用于多成分、低浓度、易溶于水的气态污染物测量。
1.2烟尘测定仪
在线烟尘监测仪最多采用的是光学方法，其原理分浊度法测量和激光散射法测量两种。浊度法因其技术成熟性和经济性是目前国内使用较普遍的一种进行在线烟尘监测的方法，浊度法（透射法，对穿法）是指光通过含有烟尘的烟气时，光强因烟尘的吸收和散射作用而减弱，通过测定光束通过烟气前后的光强比值来定量烟尘浓度。相对于浊度法的优点来讲，其在安装时需要双端同时进行，且维修时有许多的不便，在两端还需要洁净的空气来进行保护，因此浊度法的这些缺点也是在使用中必须考虑的因素。
1.3气体流速仪
气体流速测量有3种方法：热差法、压差法和超声波方法。
1.3.1热差法是指烟气通过热传感器时，带走的热量与烟气流速和热传感器的电阻阻值变化成比例，通过测量热传感器的电阻阻值变化可求得烟气流速，热传感法适宜于便携式测量。
1.3.2压差法利用压差传感器、皮托管等测出烟气的动压和静压，动压和静压与被测烟气流速成一定的比例关系，从而可定量烟气流速。皮托管差压法为常用方法，但皮托管差压法使用在测量带有大量石膏浆液颗粒的烟气时容易发生取样管堵塞，需加强反吹和疏通。
1.3.3超声波法通过超声波顺着烟气流向和逆着烟气流向通过已知距离的两个点时，其传输时间不同，连续测定传输时间差可实现烟气流速的连续监测。采用超声波方法进行气体流速测量效果最好。FLowSiC100UHaSSti超声波型流量计，测量过程为非接触式，具有较高的测量精度，并可以进行烟气的温度测量。两套超声波的发射器/接收器成直线安装在烟道中，与烟气流向成一定的夹角a，声波的传输时间随气体的流向变化：在与气流方向相同的方向上，传播时间tv被缩短；在与气流方向相反方向上，传播时间tr被延长。声波的传输时间随气体的流向变化；气体流速计算公式为：
设烟道横截面积为a，烟气体积流量为：
Q=3600×Vm×a
其中：Vm--测定烟道断面的烟气平均流速；
L--超声波在烟道中的传播路径；
a--烟道中心线与超声波的传播路径的夹角；
tv--声波顺气流方向在烟道中的传播时间；
tr--声波逆气流方向在烟道中的传播时间。
FLowSiC100UHaSSti超声波型流量计是通过测量超声波在烟气中顺流和逆流行进的时间差来计算烟气流速，与环境温度、压力及气体的具体成分没有关系，测量精度高。而且，测量所得的是烟道横截面的平均流速，代表性很强。超声波发送器用钛制造，探头用SS316制造，耐腐蚀性很好。系统不需要进行反吹，操作简单。
1.4湿度测量
湿度测量采用的是一种高温应用的湿度传感器Hmp235，该系列湿度连续监测仪采用电容型传感器，湿度变化引起电容解质介电常数的变化，因而使电容量发生变化，通过测量电容就可以测量湿度。芬兰VaiSaLa公司生产的Hmp235a型高温电容法湿度计，有温度校准，精度高，但考虑到电厂的工况稳定，烟气含水量变化不大，采用短时测量取平均值输入做湿度校准计算。这样可以防止湿度计的意外损坏，延长仪器使用寿命。
1.5数据采集系统
系统采用SmC-900型数据采集系统。该采集系统是以数据采集/控制仪为基础建立的，它是以工控机为主体设计的，具有强大的硬件和软件功能。软件主要功能有：使用含氧量计算折算浓度、使用湿度计算干气浓度、使用温度，压力计算标态浓度、计算总排放量、形成实时报表、自动生成日报表，月报表，年报表、记录故障事件、故障报警、声，光、缺失数据的处理、记录校准报告、通过数据通讯终端向上位机传送数据和报表，数据处理和表格形式符合HJ/t76-2001的规定。对气体分析系统的反吹，校准进行控制。对探头堵塞，加热输气管温度，气体湿度进行连锁控制。显示CemS的流程图，帮助运行维护人员了解系统运行情形。形成趋势图，棒图、实现无线通信等。
结语
CemS烟气连续监测系统已在火力发电厂中得到广泛应用，在线监测电力生产过程中产生污染气体的固定排放源以及烟气脱硫、脱硝系统的控制和监测，有利于运行人员及时调整监控脱硫、脱硝、除尘等环保设施的运行状态，加强达标排放管理，为环保部门的监督提供了科学先进的检测手段，这对于排放点的有效监测与管理有着积极而重要的意义。
参考文献