Сербия
Прегледи: 137 Аутор: Уредник сајта Време објаве: 13.08.2019 Порекло: Сајт
Са повећањем становништва и све већим нагласком на заштити животне средине, постројења за пречишћавање отпадних вода се убрзано повећавају, а количина произведеног муља се такође повећава из дана у дан. Муљ произведен пречишћавањем индустријских отпадних вода и кућних отпадних вода има садржај влаге близу 98%, лако се трули, има јак мирис, а такође садржи разне загађиваче. Цена третмана ове врсте муља је веома висока. Према постојећој технологији третмана, он генерално чини 15%~30% укупних оперативних трошкова постројења за пречишћавање отпадних вода и 10%~25% укупне инвестиције. Као резултат тога, нека постројења за пречишћавање отпадних вода директно испуштају муљ, што представља озбиљну претњу по еколошку средину. Стога, развој нове технологије предтретмана, побољшање брзине одводњавања муља и промовисање накнадног биолошког третмана постају кључ за решавање проблема муља. Ултразвучни предтретман вишка муља може променити својства муља и побољшати стабилност муља, чиме се побољшава учинак одводњавања муља и промовише да муљ апсорбује азот и фосфор како би се реализовала рециклажа муља.
1. Ултразвучни може променити структуру муља и побољшати активност муља.
Ултразвук може променити структуру муља, ослободити интрацелуларне супстанце и повећати разградљивост муља. Цао Ксиукин и други проучавали су степен разградње ћелија ултразвуком. Резултати су показали да се својства муља мењају након ултразвучног третмана са густином акустичне енергије од 0,5 В/мЛ. Флуке муља су се разложиле, интрацелуларне супстанце су се ослободиле, а потреба за раствореним хемијским кисеоником (СЦОД), Н и П у супернатанту муља се значајно повећала. Истовремено, примећена су и интрацелуларна ослобађања. Квалитет има добре биохемијске перформансе разградње. Поред тога, комбинација ултразвучног и алкалија може додатно уништити структуру флока муља и учинити да ванћелијске и ванћелијске супстанце муља уђу у водену фазу, чиме се постижу бољи резултати него коришћењем само ултразвука. Ефекат ултразвука на активност муља је повезан са временом зрачења ултразвука. У краткотрајном ултразвучном зрачењу муља, механичко смичуће напрезање изазвано ултразвуком изазвало је благо оштећење ћелија, што је резултирало унутрашњим одбрамбеним ефектом самих ћелија. Показало је да се повећава лучење ензима и убрзава пролиферација ћелија, па се повећава метаболичка активност микроорганизама. Активност муља достигла је максимум након 8 сати ултразвучног зрачења, а постепено се смањила на контролни ниво након 24 сата.
2. Ултразвучни може побољшати стабилност муља
Нетретирани муљ је веома нестабилан, а промене у физичким и хемијским аспектима ће се десити током процеса складиштења. Бактерије и алге се брзо размножавају, а муљ плута и постаје црн. Ултразвучни ултразвук високог интензитета може убити бактерије у муљу, елиминисати вирусе, разградити супстанце које производе мирисе, елиминишући на тај начин извор мириса, убијајући алге, елиминишући суспендоване чврсте материје и побољшавајући растворљивост ЦОД. У поређењу са хемијском дезинфекцијом, не само да може избећи ефекат хемијске акумулације, већ и побољшати стабилност муља дуго времена и може ефикасно спречити ширење патогена. Јеан (2000) са Тајвана, Кина, верује да постоји граница између 0,11 В/мЛ и 0,33 В/мЛ, изнад које ултразвук може да разгради бактерије и трансформише значајан део чврстог ЦОД-а у растворено стање. Ј еан је открио да су се испод густине акустичне енергије од 0,33 В/мЛ, након 40 минута ултразвучног третмана, хетеротрофне бактерије и Есцхерицхиа цоли смањиле за 82% и 99%, респективно, а растворљиви ЦОД се повећао за 12 пута након 1 сата, док је под 0,11 В/мЛ енергија, време и промена акумулације били краћи. хетеротрофне бактерије и Есцхерицхиа цоли нису биле значајне, само у року од 1 сата. Растворљиви ЦОД је остао готово непромењен без обзира на трајање деловања. Цху (2001) на Тајвану, у Кини, открио је да су након 1 сата ултразвучне густине енергије од 0,11 В/мЛ, хетеротрофне бактерије и Есцхерицхиа цоли смањене за 30%, 59%, 40% и 64% респективно, а након 20 минута, хетеротрофне бактерије и Есцхерицхиа се смањују за 95% и ешерихија 95% у односу на густина акустичне енергије била је 0,33 В/мЛ. Истовремено, истраживали су и органску материју ослобођену бактеријском разградњом. БПК/ЦОД = 0,66 у оригиналном муљу, а СЦОД/ТЦОД је био мањи од 1%. Када је густина акустичне енергије била 0,11 В/мЛ, СЦОД се повећао 40 пута након 2 сата ултразвучног третмана, а БПК/ЦОД је био између 0,66 и 0,8, што је указивало да је већина ЦОД-а ослобођеног бактеријском разградњом биоразградива.
3. Ултразвук може променити реологију муља и побољшати перформансе одводњавања муља
Ултразвук може да промени реологију муља, а степен његовог утицаја је повезан са ултразвучним стањем. Ниска густина акустичне енергије и краткотрајни ултразвучни третман могу смањити специфичну отпорност муља и побољшати реологију и перформансе одводњавања муља. Међутим, висока густина акустичне енергије и дуготрајан третман могу повећати специфичну отпорност муља и погоршати реолошка својства. Реолошка својства муља одражавају учинак одводњавања муља. Промена реолошких својстава пружа погодан начин да се повећа брзина одводњавања муља. Величина честица муља третираног високом чврстоћом и кратким временом је око 80 микрона. Перформансе одводњавања муља су побољшане, а падавине су добре.
Краће време ултразвучног третмана са нижим интензитетом звука (мање од 600 В/м2) је корисно за смањење садржаја везане воде у муљу и промовисање одводњења муља, али ефекат повећања интензитета звука и продужења времена третмана постаје гори; ултразвучна фреквенција је 20 кХз, просечан интензитет звука је око 400 В/м2, а ултразвучни третман у трајању од 2-4 минута може довести до тога да садржај везане воде у муљу садржи. Садржај воде је смањен са 16,7 г/г суве базе на мање од 2,0 г/г суве базе. Ултразвучни третман као што је Иин Хуан у великој мери смањује садржај везане воде у муљу, побољшава капацитет одводњавања муља, повећава садржај муља за 5%~10% и коначно смањује запремину муља.
Експеримент филтрације под притиском на плочи и рамовима муља је изведен коришћењем ултразвучног у комбинацији са флокулантом за третирање муља. Резултати показују да ултразвук може смањити садржај воде у муљу са скоро 98% на 81%, запремину муља на прву 1/10, интензитет ултразвука је 410 В/м2, стање третмана ултразвуком у трајању од 2,5 минута је боље, а употреба флокуланта је од 0,7% суве базе. Смањите на 0,6% суве базе. Јанг Јинмеи и др. показало је да се садржај воде у филтер колачу смањио за 2,9% након 7 секунди ултразвучног третмана, вискозитет и специфична отпорност смањени су за 29,4% и 24,2% респективно на 10 секунди ултразвучног третмана, а брзина седиментације муља након 15 секунди била је 3,7 пута већа од оригиналног муља. Комбинација ултразвучног и флокуланта може побољшати перформансе одводњавања муља и седиментације и смањити флокулант. Више од половине.
4. Ултразвучни може да промовише повећање азота и фосфора у муљу, што је погодно за рециклажу муља.
Цао Ксиукин и Цхен Вангјун са Пекиншког института за архитектонско инжењерство показали су да се са продужењем времена ултразвучног третмана садржај органског азота у чистој течности муља брзо повећава. Разлог је тај што сила смицања произведена ултразвучном кавитацијом разбија ћелије и ослобађа протеине и аминокиселине у ћелијама. Садржај амонијачног азота и нитратног азота расте са продужењем ултразвучног времена, што је последица претварања дела органског азота у амонијачни азот и нитратни азот ултразвучном кавитацијом. Такође је утврђено да се садржај фосфорних једињења и азота у муљу слично мења под дејством ултразвука. Повећање садржаја азота и фосфора је корисно за рециклажу муља. У поређењу са природно формираним земљиштима, урбана земљишта имају нижи садржај органске материје и мањи садржај доступних хранљивих материја. Муљ који се третира ултразвуком може се користити за повећање плодности пољопривредног земљишта, шумарства и пашњака. Према литератури, годину дана након наношења муља на површину земљишта, садржај укупног азота, расположивог азота и укупног фосфора у 20 цм површине земљишта значајно се повећао, а донекле се побољшала и насипна густина, способност задржавања воде и порозност земљишта. Ако се отпадни муљ третира ултразвучним таласом може користити за побољшање сушног, полусушног, слано-алкалног земљишта, рудничке пустоши или пустињског подручја, то ће бити мера заштите екологије и користи савременој ери.
5. Закључак
Коришћење ултразвучне технологије за третман муља погодује смањењу муља, нешкодљивости и коришћењу ресурса и има велики друштвени, еколошки и економски значај. Ултразвучни третман муља ниским фреквенцијама и малим дозама може побољшати активност муља, променити структуру муља, ослободити везану воду из микробних мицела муља и побољшати перформансе одводњавања муља; ултразвук високог интензитета може убити бактерије у муљу, елиминисати вирусе и побољшати растворљивост ЦОД-а. Домаћа и страна истраживања у области ултразвучне редукције муља тренутно се углавном своде на утицај ултразвучних услова на подстицање анаеробне и аеробне редукције муља и утицај ултразвука на физичка, хемијска и биолошка својства муља.
