超聲波污水處理的方法十篇

超聲波污水處理的方法篇1

關鍵詞：剩余污泥；紅外處理；超聲波處理；失水率；污水處理；固態沉積物 文獻標識碼：A

中圖分類號：X703 文章編號：1009-2374（2015）23-0085-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.23.044

剩余污泥是指城市污水處理廠污水處理后所產生的固態沉積物。近年來，隨著經濟快速發展，所需能耗日益增多，由此產生的污水量逐漸增加，相應的污泥量也呈增長趨勢。污泥處理處置已成為困擾污水處理廠和全社會的重大問題，其主要原因是含水量過高，未經處理的污泥含水率高達95%以上。經機械脫水后仍有80%以上，后續處置十分困難。開發新的處理工藝，提高污泥的失水率，不僅可以解決剩余污泥的處理問題，而且可以保護環境、回收資源，具有重大的經濟、社會、生態效益。超聲波是頻率高于20kHz的聲波。超聲波作用下的污泥不斷被壓縮和膨脹，使內部可產生氣穴泡，且不斷成長，并最終共振“內爆”產生超高溫（5000℃）、高壓（500bar），同時產生的強力水噴射流形成巨大的水力剪切力，對污泥絮體結構與污泥中微生物細胞壁產生巨大的破壞，使細胞質和酶從細胞中溶出，使污泥的物理、化學和生物性質發生不同程度的改變，從而有益于污水廠運行及污泥處置。為了處理方便，本試驗以壓濾剩余污泥為材料，進行紅外（模擬太陽能）、超聲波處理，研究紅外超聲波處理對剩余污泥失水率的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

壓濾剩余污泥來自山西省臨汾市污水處理廠。

1.2 儀器設備

變頻超聲波處理器、電子天平、電熱恒溫烘箱、干燥器。

1.3 測定方法

超聲波處理頻率設45kHz、80kHz、100kHz三個水平，超聲波處理時間設5min、10min、15min三個水平，烘箱處理時間設10min、20min、30min三個水平。對照不設超聲波處理。

1.3.1 超聲波處理。取壓濾剩余污泥于包裝袋中，超聲波處理。

1.3.2 紅外處理（模擬太陽能）。鋁盒在105℃烘箱中烘烤2h，移入干燥器內冷卻至室溫，稱重為W0g。

取超聲處理后的泥樣5g左右，均勻地平鋪在鋁盒中，蓋好，稱重為W1g。

揭開鋁盒蓋，放在盒底下，置于已預熱至40℃的烘箱中烘烤，取出，蓋好，移入干燥器內冷卻至室溫，稱至恒重為W2g。

1.3.3 結果計算。失水率=（W1-W2）/（W1-W0）×100%。

1.4 統計分析

采用SPSS 17.0軟件進行Duncan′s新復極差多重比較進行顯著性分析，Microsoft Excel作圖。

2 結果與分析

2.1 超聲波頻率對污泥失水率的影響

從圖1可以看出：（1）紅外處理10min后，各處理與對照相比，超聲波處理后的污泥失水率顯著提高，其中45kHz處理和100kHz處理達到極顯著水平；各處理之間相比，45kHz處理的污泥失水率極顯著地高于80kHz處理，顯著地高于100kHz處理，100kHz處理和80kHz處理之間差異不顯著。（2）紅外處理20min后，各處理與對照相比，45kHz處理和100kHz處理的污泥失水率顯著地高于對照，80kHz處理與對照之間的差異不顯著；各處理之間相比，45kHz處理的污泥失水率極顯著地高于80kHz，與100kHz處理之間的差異不顯著。（3）紅外處理30min后，各處理與對照相比，45kHz處理和100kHz處理的污泥失水率顯著地高于對照，其中45kHz處理達到極顯著水平，80kHz處理和對照之間的差異不顯著；各處理之間相比，45kHz處理的污泥失水率顯著地高于100kHz處理和80kHz處理，100kHz處理和80kHz處理之間差異不顯著。

從圖2可以看出：（1）紅外處理10min后，各處理與對照相比，45kHz處理和100kHz處理的污泥失水率極顯著地高于對照，80kHz處理與對照之間的差異不顯著；各處理之間相比，45kHz處理的污泥失水率極顯著地高于其他兩個處理，100kHz處理的污泥失水率顯著地高于80kHz處理。（2）紅外處理20min、30min后，各處理與對照相比，45kHz處理和100kHz處理的污泥失水率極顯著地提高，80kHz處理的污泥失水率顯著地提高；各處理之間相比，差異達極顯著水平。

從圖3可以看出：（1）紅外處理10min后，各處理與對照相比，45kHz處理的污泥失水率極顯著地高于對照，其他處理與對照之間的差異不顯著；各處理之間相比，45kHz處理的污泥失水率極顯著地高于其他處理。（2）紅外處理20min后，各處理與對照相比，超聲波處理后的污泥失水率顯著提高，其中45kHz處理和100kHz處理達到極顯著水平；各處理之間相比，45kHz處理的污泥失水率極顯著地高于其他處理，100kHz處理和80kHz處理之間差異不顯著。（3）紅外處理30min后，各處理與對照相比，45kHz處理和100kHz處理的污泥失水率極顯著地高于對照，80kHz處理和對照之間的差異不顯著；各處理之間相比，45kHz處理的污泥失水率極顯著地高于其他處理，100kHz處理的污泥失水率顯著地高于80kHz處理。

從圖1、圖2、圖3可以看出：超聲波時間相同時，不同頻率的超聲波處理對污泥失水率的影響效果如下：45kHz>100kHz>80kHz。

2.2 超聲波時間對污泥失水率的影響

從圖4可以看出：紅外處理10min、20min、30min后，各處理與對照相比，不同時間的超聲波處理的污泥失水率顯著提高，并且達到極顯著水平；各處理之間相比，差異不顯著。

從圖5可以看出：（1）紅外處理10min后，各處理與對照相比，差異不顯著；各處理之間相比，差異也不顯著。（2）紅外處理20min、30min后，各處理與對照相比，不同時間的超聲波處理的污泥失水率顯著提高；各處理之間相比，差異不顯著。

從圖6可以看出：（1）紅外處理10min后，各處理與對照相比，不同時間的超聲波處理的污泥失水率顯著提高，其中5min處理和10min處理達到極顯著水平；各處理之間相比，差異不顯著。（2）紅外處理20min、30min后，各處理與對照相比，差異不顯著；各處理之間相比，差異也不顯著。從圖4、圖5、圖6可以看出：超聲波頻率相同時，不同時間的超聲波處理對污泥失水率的影響無顯著差異。

2.3 紅外時間對污泥失水率的影響

從圖7可以看出：隨著紅外時間增加，污泥失水率呈逐上升趨勢。不同處理之間差異極顯著。

3 結語

由于污泥處理主要利用超聲波的機械效應，因此低頻下效果較好。本試驗結果表明，超聲波處理時間一定時，45kHz超聲波處理可以顯著地提高污泥失水率。超聲波能有效地破壞菌膠團結構，將其內部包含水被釋放成為比較容易去除的自由水。在超聲波頻率一定的條件下，時間對污泥失水率也有影響。本試驗結果表明，不同時間超聲波處理之間的差異雖不顯著，但污泥失水率并不與時間成正比，因此控制時間尤為重要。從本試驗的數據處理結果可以看出，最優處理組合為45kHz超聲波處理5min后紅外處理30min，失水率高達13.60%。

另外，本試驗利用烘箱處理模擬太陽能干燥污泥，從圖1至圖7可以看出，污泥失水率與烘箱處理時間成正相關。因此在實踐中，利用超聲波處理結合可再生的太陽能對污泥脫水的方法，不但具有節能、成本低的優點，而且充分利用了太陽能等可再生能源，具有很好的應用前景。

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超聲波污水處理的方法篇2

【關鍵詞】超聲波；水處理；聯合技術

【Abstract】Application of ultrasonic in water treatment rise up in recent years， this paper introduce the treatment of dye wastewater， phenolic wastewater， benzene wastewater，organicpesticide wastewater and surplus sludge by ultrasonic， and summarize kinds of ultrasonic combined technologies studied by researchers.

【Key words】Ultrasonic； Water treatment； Combinational technology

超聲波是頻率高于人類所能辨識的聲音上限的聲波，在液體介質中，超聲波在一定條件下會產生空化現象，并形成熱點，并產生?H、?OH自由基[1]。通過空化作用與自由基作用，可以使得水中的有機物加快降解進程，最終生成CO2、H2O和其他無機物等[2]。因此，很多學者進行了利用超聲波技術處理有機污水的相關研究，并取得了很好的處理效果。

1 超聲波技術在水處理中的研究

1.1 處理染料廢水

高甲友等人[3]利用超聲技術降解甲基紫模擬的染料廢水，研究表明，甲基紫的降解過程符合一級動力學方程。上海大學華彬等[4]對超聲技術降解酸性紅B廢水過程中，超聲時間、初始濃度、反應溫度等對染料降解效果的影響，結果表明，延長反應時間，加大初始濃度，提高反應溫度，都有助于提高降解效率。Rehorek等[5]的研究結果顯示，利用超聲波法降解酸性橙5、直接藍71和活性橙16等幾種偶氮染料，降解產物為完全礦化的無毒物質。陶媛等[6]采用探頭式超聲裝置處理酸性黑ATT模擬染料廢水，結果表明，探頭式超聲輻射裝置對于濃度大于 100 mg /L的染料廢水，降解效果不佳。Vajnhandl和Marechal[7]對超聲降解活性染料RB5過程中的活性氧物種進行了監測，發現采用探頭式超聲時自由基生成速率是杯式裝置的20～25倍，堿性條件不利于染料的降解。

1.2 處理含酚廢水

Petrier等人[8]用20kHz、200kHz、500kHz 和800kHz 等4種頻率超聲降解苯酚，結果顯示，在200kHz的條件下，苯酚的降解效果最好。湯紅妍等[9]研究發現，pH對苯酚的降解效率有顯著影響。pH為4時，降解效率最高；pH高于10時，基本不發生降解反應。Ku等[10]在研究超聲降解水中2-氯酚時發現，降解速度隨溶液pH 的增大而減小。Lin 等[11]的研究也證實，在利用超聲技術處理2-氯酚時，酸性條件的處理效果高于堿性條件。付榮英等[12]關于2-氯酚的實驗表明，初始濃度為5g/L 時的降解率是濃度為10g/L 時的1.36 倍。馬英石等[13]以超聲波/H2O2 工藝降解水中2-氯酚的研究也發現，當2-氯酚的初始濃度較低時，2-氯酚的分解速率較快.

1.3 處理苯系物廢水

一些苯系物雖難以空化泡內被破壞，但易被空化泡崩潰后釋放到水中的自由基氧化。研究得出，在超聲波作用下苯和甲苯的降解過程符合一級反應動力學的特征[14]。另外，Visscher等人[15]用520kHz的超聲波分別處理苯、乙苯、苯乙烯和鄰氯甲苯溶液，分析得出，超聲降解反應均為一級反應。

1.4 處理有機農藥廢水

鐘愛國等[16]使用超聲波誘導降解水溶液中甲胺磷，實驗結果顯示甲胺磷的平均降解率可達到99%。David等[17]的研究表明，在頻率為的超聲波輻照下，初始濃度為0.1mmol/L的氯苯胺靈50分鐘后幾乎完全去除，降解的主要產物為Cl-、CO和CO2。

1.5 加速污泥破解

污泥破解是指通過一定的方法，破壞污泥的絮體結構、細胞壁，溶出胞內物質，從而加速污泥穩定化過程[18]。A.Teihm 等[19]研究表明，頻率31kHz、聲能密度0.11 W/cm3的超聲波可以有效打破菌膠團。Neis等[20]對超聲處理后污泥的絮體尺寸分布、SCOD、進行了分析，討論了污泥沉降性能和脫水性能的變化，并研究了不同初始污泥濃度對處理結果的影響。曹秀芹等[21]對超聲作用下對污泥絮體結構的變化、和污泥溫度的變化做了實驗研究，得出聲能密度和作用時間對細胞分解起著重要作用的結論。在污泥的處理工業實際應用方面，德國己經研制成功并投入運行一種技術，利用超聲波將污泥體積和質量減少，同時增加沼氣產率[22]。

2 超聲波與其他技術的聯合應用

2.1 超聲波/臭氧技術

Olson等[23]用超聲波與臭氧聯合作用來研究天然有機物腐殖酸氧化動力學，研究得出，總有機碳（TOC）的去除率達到91%，有機碳礦化達到87%。Raman Lall[24]用超聲/臭氧法處理含蒽醌染料Reactive Blue 19 的水溶液，證實超聲波與臭氧存在協同作用。Ince等[25]研究表明，超聲波與臭氧的協同效應主要是由以下四方面引起：①超聲波提高了溶液的傳質速率；②熱解產生更多的自由基；③揮發性中間產物在空化泡內進行熱解；④熱解產物進入液相增加了氧化物質的量。

2.2 超聲波/雙氧水技術

孔黎明[26]通過研究證實，超聲波/雙氧水對苯酚的去除率為82.21%，而同等條件下，單獨超聲作用對苯酚的去除率為32.69%，單獨使用雙氧水對苯酚的去除效率為32.63%。Lin等的研究表明[27]，降解2-氯苯酚時，超聲波/雙氧水聯合技術比單獨使用超聲波技術處理效果更好，2-氯苯酚的去除效率為99%，高于單獨使用超聲波技術時的25%。

2.3 超聲波/芬頓試劑技術

趙德明等[28]認為超聲波/芬頓試劑技術具有更快的降解苯酚的速度，超聲波與芬頓試劑（Fenton）之間存在明顯的協同效應。張翼等[29]研究了超聲/Fenton法處理偶氮染料橙黃Ⅱ，證實超聲波對Fenton試劑處理該染料具有強化作用。刑鐵玲等[30]采用低濃度Fe（Ⅱ）在超聲作用下對亞甲基藍染料及甲基橙進行處理，發現少量Fe（Ⅱ）的存在，可使超聲降解染料的速率提高3倍左右。

2.4 超聲波/零價金屬技術

零價鐵單獨降解硝基苯時，會產生有毒的中間體苯醌及最終產物苯胺，超聲波/零價鐵技術，可以將這些有毒化合物進行有效的分解。而且與單獨超聲波或相比，二者協同作用下，硝基苯降解反應的假一級動力學常數可提高1至2個數量級[31]。胡文勇[32]等用超聲波/零價鐵方法降解對硝基苯胺，對硝基苯胺降解速率和程度都顯著提高。

2.5 超聲波/紫外光技術

E.Naffrechoux等[33]用超聲-紫外耦合的方法來處理苯酚溶液，二者耦合聯用降解苯酚的速率比它們各自單獨使用時明顯提高。趙德明等[34]研究了利用超聲波/紫外光技術降解對氯苯酚的過程，發現超聲波/紫外光技術比單獨一種技術的降解速率提高了1.5-1.7倍。

3 發展前景

超聲波降解水體中的化學污染物作是近年來興起的一個研究領域，為了使其能投入生產運營中，還應考慮到它的經濟性、實用性和放大性。超聲波技術對于難降解有機廢水的處理，以及對廢水的深度處理，是未來的重點研究方向。

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超聲波污水處理的方法篇3

關鍵詞：超聲波；強化傳熱；防垢；除垢

1引言

換熱器是工業生產中廣泛使用的熱力設備。通常換熱設備在運行一段時間之后都會出現結垢的現象，即在固體表面上逐漸積聚起來一層固態或軟泥狀物質，通常是以混合物的形態存在。污垢極大地增加了傳熱熱阻，使傳熱效率降低，嚴重影響了換熱設備的傳熱過程，甚至使設備不能正常運行，縮短了設備的使用壽命，造成巨大的能源浪費和經濟損失，一直是傳熱方面亟待解決的問題。因此對換熱設備采取合適的技術措施進行防垢除垢，從根本上解決結垢問題，對企業的生產、經濟效益和環境保護等都有重要意義。

2換熱設備常用防除垢方法

目前企業中較為常用的換熱設備防除垢方法主要有機械清洗法、化學清洗法和超聲波清洗法。

機械清洗法是采用人工清洗工具或專用工具設備對換熱器表面進行清理。該方法可除掉化學清洗不能除去的碳化污垢和硬質垢，并且對鋼材損耗小，但對于換熱面的死角清洗不到，而且該方法需離線停車清垢，影響生產，清洗用時長，所需費用高。

化學清洗法是利用化學洗劑使換熱面上的污垢脫離，可在線清洗，勞動強度小，但容易對設備造成腐蝕；清洗結束后還需對廢液進行處理，否則直接排放會污染環境。

超聲波清洗法利用了脈沖彈性波能量首先在金屬中傳播的原理。超聲波因具有方向性好、穿透力強、在固體或液體中傳播衰減小等優點，將其應用于換熱設備不僅能減緩換熱設備表面污垢顆粒的沉積速度，而且還能夠有效地除掉已經形成的污垢。該方法既不會污染環境和浪費資源，也不會對設備造成損傷，對工作人員也不會造成任何有害影響。與此同時，它可清除的污垢種類廣泛、除垢速度快、耗水量少、自動化程度高、工作性能可靠，還能連續在線工作。超聲波防除垢技術從根本上防止或清除污垢的沉積，實現了實時動態防除垢的效果，并且能夠起到一定的強化傳熱的作用，表現出巨大的優越性。

3超聲波防垢除垢技術

3.1超聲波防垢除垢機理

超聲波是一種頻率大于20kHz的聲波，方向性好、穿透力強，易于獲得較集中的聲能。超聲波在線防垢除垢技術，就是通過超聲波強聲場在管、板壁和介質接觸界面間產生效應，破壞污垢的形成和附著條件來實現防垢、除垢的。

超聲波在換熱界面間產生的效應主要有：空化效應、活化效應、剪切應力效應及抑制效應。超聲波防垢除垢機理如圖所示。

（1）空化效應

超聲波的輻射能使被處理液體介質產生大量的空穴和氣泡，當這些空穴和氣泡破裂或互相擠壓時，產生一定范圍的強大的壓力峰，液體里的成垢物質在這種能量的作用下粉碎、細化懸浮于液體介質中，使物體表面及縫隙之中的污垢迅速剝落。

（2）活化效應

超聲波在液體中通過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、提高流動液體中成垢物質的活性，增強其溶垢能力，可抑制污垢生成以及在管壁上沉積，使得成垢物質在液體中形成分散沉積體而不會在壁面上沉積，從而達到防垢的目的。

（3）剪切應力效應

污垢與金屬的物理性質和彈性阻抗不同，所以超聲波在金屬換熱管壁與垢層處的吸收和傳播速度也不同，從而在兩者上產生了速度差，形成相對剪切力，使污垢層產生松動、破碎而脫落，起到了除垢效果。

（4）抑制效應

超聲波改變了管道內流體的物理化學性質，縮短了成垢物質的成核誘導期，刺激了微小晶核的生成，可抑制離子在壁面處的成核和長大，使既定結構的晶粒長大，因此減少了粘附于管壁上成垢離子的數量，從而減小了積垢的沉積速率。

3.2超聲波防除垢設備

超聲波防除垢裝置主要由超聲波電源發生器、超聲波換能器、傳輸電纜以及安裝超聲波換能器的管道組合件組成。其中超聲波電源發生器是一種將市電轉換為換能器相應的高頻交流電以驅動換能器進行工作的設備，由電源單元、主控單元、參數調測單元、顯示單元、功放單元、遙控單元組成。1臺主機（超聲波電源發生器）可配置多個超聲換能器頭，能夠提供超音頻脈沖功率電能。超聲波換能器是把來自電源發生器的電能轉換成機械能（聲能）的部分，是產生超聲波的源。其內采用換能效率高的壓電材料。超聲波的頻率相位實現自動跟蹤，從而使發生器和換能器在最佳狀態下工作，且超聲波的輸出功率可根據不同的工況需要而進行無極調節。

3.3超聲波防除垢設備應用實例

（1）中石化某分公司一調溫水換熱器由于循環水中含有大量的鈣鎂離子以及微生物，在運行多年之后導致其每運行4-6個月左右就會形成一層0.5-1.5mm的硬垢，硬質垢表面附著少量淤泥等雜質，影響其正常使用，需要經常清洗處理。通過在檢修時安裝了超聲波防除垢裝置，一年半以后再次打開換熱器時，發現換熱器表面清潔無垢，部分呈現金屬原色，且循環水進出口溫度溫差穩定維持在7℃左右，運行效果穩定。

（2）某石化公司的油漿蒸汽發生器用于油漿與除鹽水換熱產生中壓蒸汽。因油漿中含有較多的固化物，換熱過程中易結焦積碳，使換熱效率降低，蒸汽產量下降。同時，油漿無法冷卻到工藝要求的溫度，只能通過降低流量來確保油漿的冷卻效果。該發生器每年都需要清洗，每次清洗是管束內側結垢、腐蝕較重，垢層厚度2-3mm，部分管束堵塞。該公司在安裝了超聲波在線防垢除垢裝置后，蒸汽產量增加，經濟效益顯著。一年后打開換熱器，基本無垢質，不需清洗。該裝置的使用減少了設備清洗次數，節約了清洗費用。

（3）中油管道某輸油氣分公司輸油站使用了6套熱媒/原油換熱器，由于污垢的產生，換熱器換熱效率普遍下降10%左右，每年經濟損失十余萬元。通過改造安裝了2套超聲波脈沖防除垢裝置并投入使用。投運一個半月后，換熱效率提高2個左右百分點，投\五個月后，效率提高6個左右百分點，成功解決了換熱設備的結垢問題，并為企業節約了能源和資金。

超聲波污水處理的方法篇4

摘 要利用超聲波來降解大分子物質,是近幾年來國內外研究者關注的熱點領域之一。對超聲波降解大分子物質的原理及研究現狀進行綜述,并展望了超聲降解的發展前景。

關鍵詞大分子;超聲波;降解;研究進展

abstractthe application of ultrasound to the degradation of macromolecular substances is a hot domain,which has attracted much attention in recent years. in this article, the theory and the current situation of the ultrasonic degradation of macromolecular substances were summarized, and the prospects of the ultrasonic degradation were also given.

key wordsmacromolecule;ultrasound;degradation;research progress

大分子物質降解的方法有物理降解法、化學降解法和酶解法。其中,化學降解法簡單易行,但降解產物分子量均一性差,需進一步分離純化,而且在降解的過程中容易對物質本身和環境造成污染。酶解法可以定向控制降解產物分子量的大小,對環境無污染,但專一性的酶價格昂貴且不易獲取。物理降解法是一種綠色高效的降解方法,操作簡單,無污染,可控性好。目前研究最多的物理降解法有微波法、輻射法和超聲波法。超聲降解法因具有節省能源和時間、簡化操作步驟、減少有機溶劑污染、降低副產物等優點,表現出良好的應用前景。

1超聲波降解大分子物質的機理

超聲波與聲波一樣,是物質介質中的一種彈性機械波,其頻率范圍為2×104～2×109 hz。超聲波被認為是激發反應和強化過程的有效手段,使用特征超聲場可以提高許多反應過程的反應率及選擇性,如超聲浸提、超聲起晶及超聲除垢等技術已廣泛應用于生產實際。近年來,超聲波作為聚合物降解新技術引起了相關學者的注意,研究表明,通過超聲波處理可以在保持聚合物原有化學特性的同時使聚合物的原有分子量降低[1-2]。超聲降解的機理,目前認為超聲降解主要是機械性斷鍵作用以及自由基氧化還原反應。超聲波的機械性斷鍵作用是由于物質的質點在超聲波中具有極高的運動加速度,產生激烈而快速變化的機械運動,分子在介質中隨著波動的高速振動及剪切力的作用而降解;水溶液在超聲波作用下產生空化效應而導致自由基的產生,進而啟動氧化還原反應,對大分子底物進行解聚[3]。

2超聲波降解的研究現狀

2.1有機污染物的降解

現代工業的快速發展和城市化的加速,導致水體的污染和水資源的短缺,這已成為世界各國普遍存在的問題?？刂扑w污染,降解污水中的有毒有害成分以減少對自然水域和城市地下水源的污染,提高非飲用水的重復利用率,關鍵在于水處理技術方法的研究。一般的工業和生活污水可以通過傳統的水處理技術和工藝得到適當處理,而對于難降解的有機污染物廢水的處理,使其達到完全無害化,不產生二次污染,已成為當前主要研究目標。超聲波處理作為一種綠色高效降解有機污染物的方法,已引起人們的廣泛關注。

超聲波降解水中有機物的機理主要是聲空化機理。當一定強度的超聲波通過水溶液時,液體中的微小氣泡在聲波負壓半周期迅速增大,在相繼而來的聲波正壓周期中又被壓縮而崩潰,崩潰的瞬時產生高溫高壓,同時伴有沖擊波和射流現象,為化學反應提供了一個極端的物理環境。在這一環境下,空化泡內的有機物發生高溫熱解,水分子反應生成極其活潑的-oh和h2o2,而-oh可以與空化泡界面甚至溶液中的有機物反應,同時產生超臨界水,為有機物降解提供有利的條件[4]。

kobayashi等[5]的研究表明,超聲波在處理聚苯乙烯的過程中可以起到“雙向調控”的作用,若適當調整操作參數,既可促進小分子聚苯乙烯的聚合,亦可降解大分子聚苯乙烯。taghizadeh等[6]研究不同濃度聚乙烯醇水溶液的超聲降解,發現隨著溶液濃度的增加,聚合物降解的速率降低,建立用粘度等數據擬合的簡單動力學模型,解釋了實驗最佳方式的結果,得出粘度是一個監測解決聚合物降解的實際做法。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 ℃下的超聲降解。結果表明,降解速率常數與初始分子量的大小有關,在超聲降解過程中溶劑的蒸汽壓是主要角色,而不是聚合物與溶劑的相互作用。

2.2多糖的降解

糖類是自然界最多的有機化合物,多糖是重要的生物高分子化合物,幾乎存在于所有有機體中并參與其生命的全部過程,其生物功能越來越引起學術界的重視,多糖具有抗腫瘤、提高免疫力、降血糖、抗衰老等作用[8-9],越來越多的植物多糖和微生物多糖被開發成為具有保健功能的食品或藥品[10]。多糖具有極為復雜的“連接方式或異構體”和“分枝形式”,蘊藏著結構的多樣性,即使只有一種單糖組成的糖類聚合物,分子量的差別也會體現出空間結構的差異和生物特性的不同。多糖具有分子量大、水溶性差、不利于生物吸收入體內發揮生物活性、直接注入體內也有較大毒性等特點。多糖構效關系的研究表明,多糖分子量大小與其抗腫瘤活性、抗血栓活性、刺激植物生長的作用之間有顯著的相關性,而且只有在一定的分子量范圍內才有較高的活性。多糖類藥物的分子量分布問題已開始引起重視[11]。

超聲波對多糖大分子物質的降解也成為近期的一個研究熱點[12-17]。當聲波在媒介中傳播時,媒質分子間的平均距離增大,超過極限距離后,破壞液體結構的完整性,造成空穴。這些空穴破碎時會產生局部性的高壓和劇烈的溫度變化,該效應稱之為空化效應?？栈a生的機械性斷鍵作用以及自由基的氧化還原反應被認為是超聲波降解大分子物質的主要機理[12]。

czechowska-biskup等[17]對淀粉進行超聲處理使得淀粉分子量減小,降解反應伴隨副反應,導致羰基的生成。machova[18]對超聲處理真菌多糖的研究表明,超聲可降低分子量,隨著時間的延長,數均分子量和重均分子量的比值減小,體系均勻度增大。任瑞等[19]用脈沖超聲降解香菇多糖,通過單因素試驗考察超聲功率、多糖濃度及體系溫度對降解過程中溶液特性粘度變化的影響,并研究降解前后香菇多糖的體外抗氧化活性的變化。發現超聲功率的增大及體系溫度的增加均有利于香菇多糖超聲降解作用增強。在抗氧化活性方面,降解后的香菇多糖(ud-lnt)較未降解的香菇多糖(lnt)在清除超氧負離子和羥基自由基上有一定的提高。黃永春等[20]研究超聲波對魔芋葡甘聚糖的降解作用,考察了超聲功率、超聲時間、降解溫度、魔芋葡甘聚糖濃度等對降解的影響,結果表明, 超聲波對魔芋葡甘聚糖有明顯的降解作用,降解的最適條件為超聲功率100～150 w、超聲時間120～150 min、降解溫度45 ℃、魔芋葡甘聚糖濃度0.8～1.0 g/ml。劉石生等[21]研究超聲波對殼聚糖降解作用的主要機制,證明空化作用是其主要作用機制;對其降解反應類型的分析表明,反應屬于高斯降解類型;紅外吸收和x 射線衍射結果表明,降解時1-4苷鍵發生斷裂,降解前后晶態沒有變化。

2.3其他大分子物質的降解

gr??nroos等[22]對羧甲基纖維素(cmc)超聲降解的研究表明,超聲降解的速度取決于cmc的初始粘度、初始分子量的大小及物料的初始濃度,初始濃度越大,初始分子量越大,聚合物的濃度越大,則降解速率也就越快。

desai等[23]研究不同條件下超聲波對低密度聚乙烯的鄰二氯苯溶液的降解作用,考察的因素包括濃度、溫度、體積,結果表明,濃度降低,體積減小,溫度降低,超聲降解速率增加,而且大范圍的降解發生在超聲輻照的初期,想要持續的超聲波發生作用,就需要流動的底物。限制性粘度也取決于溶液的濃度和體積,同樣也會影響空化的強度。

2.4超聲作為降解的輔助措施

超聲波不僅可以作為降解的主要手段,也可以作為輔助條件來促進其他方法對物質的降解。

張峰等[24]討論了一種在超聲波條件下用h2o2降解殼聚糖的方法,發現在超聲波條件下,h2o2降解殼聚糖的反應能在較低溫度進行,降解反應速度提高近3倍,且產物白度令人滿意。

黃永春等[25]研究超聲波條件下α-淀粉酶對殼聚糖的降解情況,結果表明,超聲功率為30 w時,超聲波能促進α-淀粉酶對殼聚糖的降解作用,并且超聲波并未改變α-淀粉酶對殼聚糖作用的最適ph值和最適溫度。超聲波促進α-淀粉酶降解殼聚糖的機理可能是超聲使溶液體系產生高頻振蕩作用,使酶和底物的接觸頻率大大增加,同時產物的釋放也加快,從而使降解速度加快。

3前景展望

大分子物質的降解已經成為近期研究的熱點,如何控制降解得到物質的分子量大小,成為大分子物質降解的難點。傳統的降解方法降解物質比較隨機,難以得到比較純的物質,給分離純化帶來困難。近期研究最多的新型方法則是物理場輔助傳統方法,降解速率快,操作簡單,控制其影響因素則可以控制降解分子量的范圍,預計物理降解將成為以后大分子物質降解的趨勢。而超聲降解作為一種簡單的物理降解方法,則更顯示了其優越性。如何通過控制超聲波的條件來控制其降解程度,將成為以后研究的熱點。

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超聲波污水處理的方法篇5

【關鍵詞】污水處理；液位計；選型

本文以液位計的原理結合污水處理廠的工藝的實際，闡述在污水處理上液位計的選型。

本文以一個造紙污水處理廠為例。該污水處理廠主要處理造紙脫墨污水（高濃度DIP廢水）造紙廢水及其他生產廢水。其中高濃度DIP廢水先經過厭氧處理后，與造紙廢水及其他生產廢水一起進入SBR好氧生物處理系統，再經過三級化學處理后排放。處理過程中產生的剩余污泥經過濃縮池濃縮后，送至污泥脫水單元進行脫水外運。

液位計在污水處理應用中占的很大的比例，在整個污水處理的各個環節中幾乎都有應用。污水處理中，需要測量液位有廢水，污泥，化學品溶液等。在利用自動控制的污水處理系統中，液位計除了用來測量液位計，很多還涉及到自動控制中連鎖泵的啟停及控制閥門的打開和閉合。

以下按照結合工藝分析一下，污水處理液位計的選型。

1.磁翻板液位計

原理：液位計根據浮力原理和磁性耦合作用原理工作的。當被測容器中的液位升降時，液位計主導管中的浮子也隨之升降，浮子內的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到現場指示器，驅動紅、白翻柱翻轉180°，當液位上升時，翻柱由白色轉為紅色，當液位下降時，翻柱由紅色轉為白色，指示器的紅、白界位處為容器內介質液位的實際高度，從而實現液位的指示。

特點：（1）結構簡單，顯示清晰，讀數直觀，特別適用現場顯示。

（2）設備開孔少，一般選用帶遠程輸出的磁翻板液位計，使現場和遠程都能監控。

（3）根據介質的情況，如易污易堵的介質，則需要定期的清洗主導管，清除管道內的沉積物，以保證測量的準確性。

在污水處理工藝上，磁翻板液位計常用于化學溶藥槽罐，酸罐，堿罐等液位的測量。

2.超聲波液位計

超聲波式液位計是利用超聲波在液面處反射原理進行液位離度檢測時，即應用回聲測量距離原理工作的。當超聲波探頭向液面發射短促的超聲波脈沖時，經過時間t后，探頭接收到從液面反射回來的回聲脈沖，因此探頭到液面的距離可按下式求出：設超聲波探頭到容器底部的距離為h，則實際液位 。式中，v為超聲波在被測介質的傳播的速度（也就是聲速m/s），由此看出，只要知道聲速v，就可以通過精確測量時間t，求出液位的高度H。[1]

2.1超聲波液位計的特點

（1）超聲波液位計可以做到非接觸式測量，運行穩定可靠：超聲波物位計安裝于料倉、液罐上方，不直接接觸物料，克服了其它型號液（物）位計直接接觸物料和由此而帶來的弊端。

（2）可以測量的范圍大，液體，塊狀，粉末物位都可以測量。

（3）可以定點連續的測量，且能方便提供遙測和遙控的測量信號。

（4）安裝簡單方便，且不需要安全防護。

2.2超聲波液位計的缺點

（1）超聲波液位計測量會有盲區，安裝的時候需要避開盲區，當液位進入盲區后，超聲波變送器就無法測量液位了，所以在確定超聲波液位計的量程時，必須留出盲區的余量，安裝時，變送器探頭必須高出最高液位盲區左右。這樣才能保證對液位的準確監測及保證超聲波液位計的安全。

（2）超聲波液位計在有泡沫的情況下，因為聲波不能穿透泡沫，聲波就會在泡沫上反射回來，這樣測量就與實際的液位有較大的偏差?？稍谟信菽牟酃奕萜骷尤胂輨?，減少泡沫的產生，保證測量準確。

（3）超聲波液位計在有攪拌器的容器中會受到攪拌器的影響，造成反射假反射回波，造成測量的不準確。通過降低攪拌器的轉速，安裝液位計的時候離開攪拌器的中心，可以減少攪拌器對超聲波液位計測量的影響。

（4）測量介質的溫度對超聲波液位計也有影響，尤其是在密閉的容器里，介質的溫度與周圍的溫度有溫差時，會探頭的周圍凝結水珠，這樣會影響測量的準確?？梢酝ㄟ^在安裝超聲波液位計的時候，接壓縮空氣管對著探頭吹，減少因為介質與容器及探頭的溫度差凝結的水珠對測量的影響。

3.靜壓式液位計

靜壓式液位測量方法是根據液柱靜壓與液柱高度成正比的原理來實現的，通過測得液柱高度產生的靜壓實現液位測量的，差壓式液位計，是利用當容器內的液位改變時，由液柱產生的靜壓也相應變化的原理而工作。

靜壓式液位計是通過測量液體的液位高度而產生的靜壓力來測定液體液位。根據P=ρgh，而液體的密度ρ，重力加速度g是已知的，只要測出壓力P，就可以求出液體的液位h。[2]

—種用于液位測量的壓力儀表是投入式液位計，即把液位測量儀表投入到待測液位的介質屮，隨著液位的變化，壓力變送器中的擴散硅等壓力檢測元件將靜壓力轉換為電阻信號進行液位檢測，投人式液位計可以直接投人被測介質中。

投入式壓力液位計的特點。

（1）結構簡單，采用固態結構，無可動部件。

（2）安裝使用相當方便，使用壽命長。

（3）測量范圍比較廣，可以測里從水、油到黏度較大的相狀物等。

（4）它不受被測介質起泡、沉積、電氣持性的影響，無材料疲勞磨損，對振動、沖擊不敏感。

（5）價格便宜，可靠性比較高。

（6）安裝時，注意要選擇流體相對平穩，波動小的地方安裝，如果避免不了水流沖擊，摩擦振動時，需要加裝隔離管，減少水流沖擊，保證測量的準確性和穩定性。

（7）安裝投入式液位計時，最好離池底或者罐底100mm到200mm，以減少因為池底或者罐底有淤泥及介質的沉淀物，影響測量的準確度。

（8）在水質過差的環境下，尤其是介質有很多懸浮物，雜質時，容易堵塞取壓孔，影響測量準確度。需要定期對液位計進行清洗、疏通取壓孔，以保證測量準確和穩定。

壓力式液位計適合用于水質較好的工藝流程中，比如上清集水池，濾池，清水池，外排水池以及SBR池。通過加裝隔離管避開池底污泥雜質也可以用于帶攪拌的濃縮池調節池。

4.雷達液位計

雷達傳感器的天線以波束的形式發射電磁波信號，發射波在被測物料表面產生反射，反射回來的回波信號仍由天線接收。發射及反射波束中的每一點都采用超聲采樣的方法進行采集。信號經智能處理器處理后得出介質與探頭之間的距離，送終端顯示器進行顯示、報警、操作等。[3]距離物料表面的距離D與脈沖的時間行程T成正比：

D=C×T/2

其中C為光速 因空罐的距離E已知，則物位L為：L=E-D

雷達液位計的特點：

（1）雷達液位計采用一體化設計，無可動部件，不存在機械磨損，使用壽命長。

（2）由于電磁波的特點，不受環境的影響。故其測量的應用場合比較廣。雷達液位計的探頭與介質表面無接觸，屬非接觸測量，能夠準確、快速地測量不同的介質。探頭幾乎不受溫度、壓力、氣體等的影響?？梢栽诠r惡劣，變化大，有水氣、蒸汽、泡沫等超聲波液位計不能勝任的場合下使用。

（3）雷達液位計也適合用于在有攪拌器，液面變化無常，多變的場合下。

（4）雷達液位計價格相對昂貴，但是幾乎可以適用污水處理的各個工藝液位控制流程。

綜上所述，由于污水處理的工藝流程中涉及很多需要測量液位的場合，也由于污水處理本身工藝的特點，在選型過程中，需要針對各個工藝流程及介質的特點，選擇合適的液位計，對工藝測量的精度和可靠性穩定性以及經濟性使用壽命都會有很大的影響。建議在經費允許的情況，盡量選擇精度高，維護少，壽命長的液位計。使整個污水處理的液位測量和控制在可靠，穩定，安全下運行。

【參考文獻】

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超聲波污水處理的方法篇6

[關鍵詞]超聲波；紫外線；中水處理；殺菌

中圖分類號：X703.5 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）17-0305-02

引言

由于投加氯系殺菌劑引起輸送管道腐蝕嚴重，同時后續應用造成極大的隱患，中水水質得不到改善。因此，利用物理殺菌結合化學方法控制微生物、結垢和腐蝕的同時抑制細菌增長的研究便開展起來并取得了可喜成果。

超聲波具有強烈物理學和生物學作用，其空化作用可以顯著增加紫外線透射率、增加水體的擾動、分解水體所含各種微粒、增加水體所含微粒的滾動，從而使紫外線照射水體的相對劑量增大。將超聲波引入紫外線殺菌裝置，可使細菌含量減少，達到石油化工中水水質標準，注入循環水系統運行正常，減少了生產成本，提高系統壽命的同時對保護環境發揮了重要作用。

1 化工污水回用中水水質特點

某石化企業中水回用水量14400噸/日，由于中水細菌含量不穩定，注入循環水系統中造成水質問題，長期困擾企業節水減排工作。2013年流失水量高達85%，中水達標率平均只有58.5%。水質不達標導致設備及管道嚴重腐蝕、結垢，造成很大的經濟損失。安裝超聲波紫外殺菌器后細菌總數合格率達到98.6%。

1.1 污水回用處理后水質

1.2 中水回用系統的腐蝕特點

高溫環境有利細菌繁殖，細菌大量存在是產生腐蝕結垢的主要原因，另外溶解氧作為催化劑的存在是進一步加快腐蝕速度的原因。

2 紫外線殺菌在污水處理中應用

2.1 紫外線殺菌生物特性

微生物細胞中的核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）吸收光譜的范圍在240～280nm，對波長255～260nm的紫外線有最大吸收能力。紫外線殺菌燈所產生的光波的波長恰好在此范圍內，因此利用紫外線可以有效地達到殺菌的目的。紫外光被微生物的核酸所吸收，一方面可使核酸突變阻礙其復制、轉錄，封鎖蛋白質的合成，另一方面產生自由基，可引起光電離，從而導致細胞死亡，由此達到高效能殺菌。

2.2 中水水質對紫外線殺菌效果影響分析

透光率和輻射劑量是衡量紫外線殺菌效果的主要指標，石化行業回用中水水質比較特殊，其中油類、硫化物、懸浮物對紫外線有較強的干擾和吸收作用，射線量也相對減少，并有遮蔽紫外線保護細菌的特點。即便經過濾膜過濾也很難使水的紫外線透光率大幅度提高。水中的雜質容易粘附在紫外線燈石英防水保護套管外，形成污染，遮蔽紫外線，顯著降低紫外線透射率。

3 超聲波工作原理

超聲波換能器將脈沖電信號轉換成相應的機械振動，產生定向傳播縱波，各質點形成稠密與稀蔬相間的交變波形，分子間原有的吸引力被破壞而下降。超聲波傳播速度隨著介質的變化而產生速度差，從而在界面上形成剪切應力，導致垢晶體與管壁間結合力減弱，因此可以將容器的內表面徹底清洗。對液體施足夠功率的超聲波時，產生空化現象，空化氣泡數可達50x103/s，局部增壓峰值可達數百甚至上千大氣壓。

在水溶液里，由于超聲波的作用，能產生過氧化氫自由基，具有殺菌能力。沒有運用超聲波處理的垢其微觀形貌呈細小的顆粒和棒狀的結晶狀態，并緊密交織在一起。而經過超聲波對微生物破壞，強烈的震蕩使得細胞徹底破壞。同時，微生物細胞液受高頻聲波作用時，其中溶解的氣體變為小氣泡，小氣泡的沖擊可使細胞破裂，因此，超聲波對微生物有殺滅效應。

4 超聲波結合紫外線殺菌器方式

4.1 超聲波應用于紫外線殺菌器的作用

超聲波紫外線殺菌器由紫外線殺菌器、超聲波換能器、控制柜等組成。

超聲波換能頭在容器上形成的剪切應力導致雜質與管壁間結合力減弱，能夠阻止或逐步清除雜質微粒附著在管壁和容器內壁上，達到動態清洗的目的。通過超聲波換能器進行污水空化處理，清潔紫外線石英套管，使得紫外線有效劑量增加，從而提高殺菌效果。另外，由超聲波所激發的微水流對雜質微粒也有顯著的清除作用。

4.2 超聲波紫外線殺菌器應用

按照600m3/小時水量設計，超聲頻率控制在28KHzT，功率2kw，紫外燈接觸停留時間4.25秒，紫外劑量80 mJ/cm3，經過現場測試可去除99.9%的還原菌。

超聲波的振動清洗、剪切和空化作用可以動態清洗石英套管表面，提高紫外線透射率，使水體有效照射劑量明顯增加。同時通過對水體的擾動，分解水體中所含各種微粒，增加水體所含微粒的滾動，從而使紫外線照射水體的相對劑量增大，殺菌率明顯提高，殺菌效果穩定，水質達標率98.6%以上。

5 結論

通過超聲波的振動剪切和空化作用可以分別實現對石英防水套管的動態清洗、分割破碎及產生大量空化氣泡，提高紫外線透射率和殺菌率，并且不產生任何二次污染。超聲頻率控制在28KHzT，功率達到2kw，紫外線輻射劑量80，000μWs/cm2可去除99.9%的還原菌。采用紫外線殺菌技術與超聲波技術相結合，實現了高效殺菌，中水達標率由58.5%提高到98.6%以上。

參考文獻

[1] 鄭永哲，王江，于學良等，超聲波協同紫外線提高污水處理殺菌效果，石油儀器，2008，22（5）.

超聲波污水處理的方法篇7

【關鍵詞】 清洗方法；手術器械；質量檢測；控制措施

隨著醫療技術的不斷發展進步， 醫院消毒供應中心每天需要消毒的醫療器械設備的數量、種類也在不斷增多， 其具有污染嚴重、結構復雜的特點[1]。清洗環節是器械設備實現滅菌、無菌程度的重要一步， 需要嚴格規范器械設備的清洗步驟， 不斷加強清洗關鍵環節的工作監測， 從而切實確保手術器械清洗質量。

1 材料與方法

1. 1 材料 本組研究采樣物品共有144件， 清洗之前有器械24件， 其中包括有手術剪3件、子宮頸鉗2件、組織鉗2件、咬骨鉗2件、吸引器頭2件、骨髓活檢穿刺針2件、氣管擴張器3件以及持針鉗3件、髂骨穿刺針3件以及血管夾2件。清洗后器械有120件， 其中采用超聲波方法清洗的器械有16件， 采用手工方法清洗器械有20件， 采用清洗消毒機物品有14件。另外有30件器械結合采用手工方法、超聲波清洗以及高壓水槍清洗方法進行清洗， 有40件器械采用清洗消毒機清洗方法結合手工方法清洗。其中清洗器械以及清洗質量檢測設備及物品包括有高壓水槍、超聲波清洗器、多酶清洗劑、除銹劑、全自動化清洗消毒機以及各種專用器械刷、專用器械劑、3M清洗測試棒以及帶光源放大鏡。

1. 2 方法 在對器械設備進行清洗之前需要對手術器械進行預處理， 采用敷料將殘留在手術器械上的組織殘留物或者血跡擦拭干凈。將器械設備清點好后浸泡在多酶清洗液中或者是放在清水中進行浸泡。

1. 2. 1 超聲波清洗方法 將器械設備放置在流動水下進行清洗， 幫助除去器械設備上存在的污染物， 然后開始進行洗滌操作。把需要清洗的器械放入專用清洗網架設備上， 然后放置在清洗槽內， 加入一定比例的設備清洗液， 控制清洗水溫≥45℃。結合設備污染程度以及器械設備各個超聲頻率情況以及相應的工作時間， 確定超聲清洗持續時間為3～5 min?？刂瞥暪β时３衷?0%～100%。最后漂洗步驟采用去離子水進行漂洗。

1. 2. 2 手工方法清洗 將器械放于溫度為15～30℃左右的流動水下進行清洗， 幫助除去污染物。然后使用適合的清洗劑進行浸泡， 并進行刷洗或者擦洗處理， 進而采用流動軟化水進行刷洗或者是沖洗， 最后使用去離子水幫助漂洗， 從而完成手術器械的清洗工作。

1. 2. 3 全自動清洗消毒機 結合手術器械類型采用事先設定好、與之相應的清洗步驟完成設備的清洗工作。通常設置清洗流程為預洗處理酶洗操作超聲波清洗方法1次漂洗處理2次漂洗消毒干燥處理。其中進行預洗操作、主洗處理以及最后漂洗操作中水溫應控制

1. 3 器械清洗監測及效果檢測

1. 3. 1 實行目測檢查清洗質量 使用5倍帶光源放大鏡幫助目測檢測手術器械管械腔道、關節軸以及咬合面結構等結構的清潔程度。如果需要還可以采用白紗布幫助擦拭器械螺旋關節、齒槽結構以及縫隙等部位， 檢測有無印跡存在。利用管腔白通條幫助察看紗條上存在的印跡， 并且檢查器械設備表面、齒槽、關節軸等部位的廣結、干凈程度。如果發現沒有污漬存在并且器械功能良好， 并且管腔白通條以及白紗布均不存在印跡以及污染情況則表示為清洗達標。

1. 3. 2 采用3M清洗測試棒進行檢查 改方法是利用顏色改變對判斷清洗后器械表面蛋白質殘余情況， 其原理是采用雙縮脲反應， 即使蛋白質殘余量少于3μg仍然能檢測出[2]。根據使用說明利用專用的增濕劑滴在棉簽上， 大概滴注4～6滴， 利用物體表面采樣手段來完成采樣工作， 實現采樣之后把棉簽工具放進3M清洗測試棒工具中， 進行適當振蕩之后置入培養容器設備中培養?？刂婆囵B器溫度保持在37℃， 持續時間為45 min。完成培養環節后， 比較3M清洗棒工具中的對照色， 并認真記錄溶液或者是棉簽最終顏色。其中紫色表示高度污染， 淡紫色則表示屬于中度污染， 而灰色表示為輕度污染， 清潔則顯示為綠色。

1. 3. 3 采用Browne STF負荷測試卡[3]方法進行檢查 這樣檢查方法主要是幫助檢查手術器械經過清洗后性能良好情況， 按照使用說明把攜帶有SIF負荷測試卡工具的監測夾安放在物品清洗托盤上。完成全部清洗過程后將其取出來， 通過目測方法檢查器械表明清洗干凈， 然后評價清洗干凈程度。如果器械表面沒有發現紅色模擬物存在， 并且塑料夾板透明光潔則表示清洗效果達標。若器械表面殘留有紅色模擬物則表示器械清洗效果沒有達標。

2 結果

通過采用不同清洗方法進行清洗， 結果表明清洗之前選取的24件器械均屬于重度污染， 其污染率為100%。目測清洗后器械發現清洗干凈度為97%，通過5倍帶光源放大鏡幫助檢查發現清洗干凈程度僅為94%。其中單一清洗方法中16件污染器械超聲波清洗合格數為12件， 14件采用手工清洗中達標有11件。30件結合手工、超聲波以及高壓水槍方法進行清洗， 達標數位30件。40件采用手工方法結合清洗消毒機進行清洗， 達標數為38件。利用單一手段清洗器械， 檢查發現扔存在一定程度的污染情況， 而采用組合清洗方法進行清洗能大大提高清洗質量。

3 討論

手術器械進行清洗處理對于提高滅菌質量尤其重要。不管采用哪種清洗措施， 清洗質量都會受到污染物種類、污染程度、器械結構復雜情況、清洗劑以及清洗水溫度、水質量等因素影響。所以采用單一清洗方法比較難獲得滿意的清洗效果， 此時可以采用超聲波幫助清洗器械內壁結構以及振蕩干涸污物使其掉落， 然后采用適合的刷洗工具進行手工刷洗處理。對于管腔類手術器械還能結合高壓水槍對水流進行加壓， 對內壁結構進行反復沖洗。針對復雜器械清洗工作， 可以將能拆開的部件進行拆開， 然后對關節軸、粗糙表面以及螺旋紋等部位進行認真刷洗， 然后采用全自動清洗消毒機進行進一步清洗。日常清洗工作中， 在使用清洗消毒機前需要進行空洗處理， 幫助清除清洗劑自身存在的污染， 并對出水口、機艙以及搖臂等部位都進行清洗， 并檢查劑存量以及清潔液存量， 定時檢查清洗水剩余量以及溫度， 從而確保器械清洗工作能順利完成， 不斷提高清洗質量。

綜上所述， 改善手術器械清洗措施以及提高清洗質量是一項連續工作， 結合多種不同清洗手段進行清洗能幫助大大提高清洗質量。同時結合有效精確的監測方法來幫助檢測清洗效果， 能進一步確保器械清洗質量。

參考文獻

[1] 曹登秀. 手術器械清洗質量監測與控制措施. 中國消毒學雜志， 2012， 29（2）：156-157.

超聲波污水處理的方法篇8

關鍵詞：綠色；水處理技術；研究；應用進展

經過較長一段時期的發展，國內外已經在綠色水處理技術方面取得了一些顯著成果，主要有高級氧化技術、超臨界水氧化技術、電催化氧化技術、超聲波降解技術以及膜分離技術、綠色絮凝技術等。

一、高級氧化技術

高級氧化技術主要包括固相催化劑法、、03/H202法O /UV法、H202/Fe2+法、H202/UV法等 。高級氧化技術的化學原理是反應中可以產生氧化能力非常強的?OH，?OH能夠無選擇性與有機污染物進行氧化反應，直至使之完全氧化為CO2和H20。高級氧化技術具有經濟指標先進、無毒、無污染的突出優點，是典型的綠色水處理技術，其中光催化氧化技術被認為是最為經濟的做法而成為研究的熱點。

光催化氧化技術是在光化學氧化技術的基礎上進一步發展而來的，并對它做出了很多的調整和改善。光化學氧化技術是在催化劑或可見光及紫外線的作用下，實現對水中污染物降解的反應過程。光催化氧化反應可以分為非均相和均相兩種類型，二者的反應過程和特點都有比較明顯的差異，適用的條件也不盡相同，在實際的處理工作中，要根據污水的實際情況，選擇比較適應的氧化技術。

二、超臨界水氧化技術

超臨界水指的是在壓力和溫度都分別超過臨界壓力22MPa和臨界溫度374°c時，處于臨界狀態的水。超臨界水對氧氣和有機物來說都是比較好的溶劑，對有機物上文氧化可以在富氧的均一相中進行，反應的進程不會因為相間的轉換而受到限制。超臨界水氧化技術在處理有毒有害、污染物難降解的有機廢水十分有效，氧化比較徹底并且不需要后續進行處理，整個氧化過程都是在封閉狀態下進行的。超臨界水氧化法具有停留時間較短、去除污染物的效率高、不需要添加額外的催化劑、清潔、廣譜等一系列的突出優點，可以應用于醫藥、食品、軍事工業、核工業廢水和化工廢水以及城市污水的處理工作中。

三、電催化氧化技術

電催化氧化法利用的是污水在電解的過程中產生的?OH，?OH主要是在電極材料的催化作用下產生的，能夠使有機污染物完全氧化成為CO2和H2O.電催化氧化法的處理速度快，并且效果也很好，除此之外，它還具有實施過程無污染，不產生毒害中間產物，后期處理工作簡單，占地面積小等優點。從我國的目前情況來看，電催化氧化技術在含醛、酚、烴、醚、醇和燃料等有機污染物廢水的處理中逐漸得到應用和推廣，但是還存在電極壽命不長，耗能量比較大，實用化的電極材料不多等現實問題。在實際的應用過程中，需要解決有效抑制析氫析氧等副反應，提高電流的效率，對電源和填料的方式進行調整和改進。

四、超聲波降解技術

超聲波降解技術的反應原理是：在超聲波以一定的強度和頻率作用于液相反應系統時，液體的密度會降到足以使液體介質中產生大量的瞬間生成又瞬間崩潰的微小氣泡，從而將聲場的能量集中在一起。在壓縮的過程中，已經生成的微小空化泡被大大壓縮，直至發生崩潰，在極小的空間內將所有能量都釋放出來，進而產生瞬間的局部高壓（50.7MPa）和局部高溫（5000K），這就是通常所說的“熱點”、空化過程中伴隨著的高溫可以導致自由基?OH、HO2?、H?、H202和超臨界水的形成以及聲致發光現象，高壓將在液體中產生強大的沖擊波（均相）或高速（>110m/s）射流（非均相），這樣一來就可以大大加速與促進氧化還原分解反應，特別是非均相反應的進行，使一些需要在較高溫度與壓力等條件下的反應可在常態下順利進行 。

超聲波降解技術具有污染較少，甚至沒有任何污染、設備簡單等優點，降解的過程中還能對污水進行殺菌和消毒，是一種潛力比較大的水處理新技術。但是，由于超聲波降解技術存在耗能量較大和能量轉化效率低下等問題，在水處理的實際情況中還未得到大規模的推廣和使用。

五、膜分離技術

膜分離技術是一種新興的高效分離技術，它具有分離的系數比較大、能在常溫狀態下進行、物質不發生相變、適用的范圍廣泛、裝置簡單、操作方便等特點。膜分離技術在對廢水進行處理的過程中可以實現水的閉路循環，是可持續發展綠色理念的重大體現，在水處理技術涉及的領域范圍內得到廣泛的應用。

膜分離技術在環境保護的各個領域都開始廣泛應用，已經應用于電廠循環冷卻水、鍋爐脫鹽水、含油廢水、高濃度生活污水、飲用水的深度等處理的過程中。但是，膜分離技術對水質的要求比較高，濾膜需要定期進行清洗和更換，存在運轉費用和經常費用較高等問題。

六、綠色絮凝技術

微生物絮凝劑具有明顯的生物降解性，可以防止對污水造成二次污染，是綠色環保的降解技術。除此之外，與有機高分子絮凝劑和無機鹽類相比，微生物絮凝劑絮凝范圍廣泛，脫色效果更加突出。經過很長一段時期的研究，發現的具有絮凝作用的微生物已經超過17種之多，包括放線菌、霉菌、酵母菌和細菌等常見的菌類，它們都比較容易得到，用起來也很方便。

結語：綜合上文關于綠色水處理技術的研究，我們要清醒的認識到綠色水處理技術的產生和應用是時展的必然趨勢，是節約水資源，實現水資源循環利用的重要手段和方法。我國的綠色水處理技術自誕生以來，就有著旺盛的生命力，并且在應用的過程中取得了顯著成效，在以后的發展階段，我們更要加大對綠色水處理技術的資金和科技投入力度，促進水處理技術的完善和更新。

參考文獻：

[1]呂濤；吳樹彪；劉文昊；陳理；董仁杰.硝基苯廢水處理技術的研究與應用進展[J].環境工程.2013（08）

超聲波污水處理的方法篇9

[關鍵詞]含油污泥 調質 機械分離 超聲波脫穩 綜合處理技術

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）44-0054-01

含油污泥是油田開發和儲運過程中產生的油泥、油砂，具有產量大、含油量高、綜合利用方式少、處理難度大等特點，含油污泥得不到及時處理，將會對生產區域和周邊環境造成不同程度的影響。因此，采用綜合的處理技術，對含油污泥無害化、減量化、資源化處理將成為污泥處理技術發展的必然趨勢。

1、含油污泥的特點及危害：

1.1 含油污泥的來源及特點

原油開采、油氣集輸和污水處理等過程中會產生大量的含油污泥，主要來自兩方面：一是原油從地層采收到地面過程中，在各類容器、大罐和回收水池等地面設施中淤積，定期清理產生的含油污泥，二是油水井作業、集輸管道穿孔和不法分子盜油產生的含油污泥。

油田含油污泥的組成成分復雜，屬于多相體系，一般由水包油、油包水以及懸浮固體雜質組成，是一種穩定的懸浮乳狀液體系，污泥中膠質、瀝青質等成分多，與大量殘余藥劑結合穩定，與固體顆粒吸附后，形成穩定的膠體，增大了回收處理的難度。

1.2 含油污泥危害

含油污泥是油田開發和儲運過程中產生的主要污染物之一，含油污泥得不到及時處理將給油田生產和周圍環境帶來巨大危害。一是含油污泥中的油氣揮發，使生產區域內空氣質量存在總烴濃度超標的現象，二是散落和堆放的含油污泥會污染地表水，使水中COD、BOD和石油類超標，三是部分污泥在脫水和污水處理系統中循環，影響脫水和污水處理工況，致使污水注入壓力愈來愈大，造成較大能量損耗等等。

2、國內外含油污泥處理技術現狀

國外對含油污泥治理技術研究較早，尤其是美國、加拿大、丹麥、荷蘭等國家，工藝技術比較成熟。國內各油田正在嘗試應用多種技術對含油污泥進行無害化處理，但沒有形成經濟有效的配套技術。據調查，國內外處理含油污泥的工藝主要有調質-機械脫水工藝、高溫裂解工藝、溶劑萃取處理工藝、生物處理工藝等。

2.1 含油污泥調質-機械分離技術

濃縮、化學調節（即調質）、脫水是含油污泥處理系統必不可少的三個環節。高含水的含油污泥不能直接進行機械脫水操作，必須先進行調質；通過調質-機械分離，使含油污泥實現油-水-泥的三相分離。污泥脫水過程實際上是污泥的懸浮粒子群和水的相對運動，而污泥的調質則是通過一定手段調整固體粒子群的性狀和排列狀態，使之適合不同脫水條件的預處理操作。

2.2 高溫裂解工藝

高溫裂解技術是指含油污泥在絕氧的條件下加熱到一定溫度 （一般為450℃左右，甚至更高），使烴類物質在復雜的水合和裂化反應中分離出來，并冷凝回收。該工藝對含油污泥處理的比較徹底，處理后的高溫污泥含油減少到 0.01% （100mg/kg），可以直接填埋或拋灑。該工藝的主要優點是對污泥中的油回收率較高，處理后的污泥可以達到直接填埋的要求，缺點是熱消耗大，投資較高。

2.3 溶劑萃取處理工藝

溶劑萃取作為一種用以除去污泥所夾帶的油和其他有機物的單元操作技術而被廣泛研究，溶劑包括丙烷三乙胺、重整油和臨界液態CO2等。油類從污泥中被溶劑抽提出來后，通過蒸餾再把溶劑從混合物中分離出來循環使用。經萃取后大多泥渣都能達到BDAT（美國環保局按指定的最佳示范有效技術的處理標準）要求，回收油則用于回煉。

2.4 生物處理工藝

目前，生物處理是比較有效的一種含油污泥處理技術，也是今后發展的方向之一。生物處理的主要原理是微生物利用石油烴類作為碳源進行同化降解，使其最終完全礦化，轉變為無害的無機物質（CO2和H2O）的過程。

生物處理技術操作方便，作用持久，無二次污染，處理成本低，已在國外得到廣泛的商業化應用，并將成為未來含油污泥無害化處理的主要方式。但目前仍存在著選擇合適的菌種困難，處理周期長，對環烷烴、芳烴、雜環類處理效果差，對高含油污泥難適應等問題。

2.5 固化燃燒工藝

固化燃燒工藝是用固化劑將含油污泥進行固化后，與燃煤按一定比例進行混合，作為鍋爐燃料燃燒。燃燒后的廢渣用于建材原料，廢氣經鍋爐除塵系統處理后的達標排放。其優點是投資低處理比較徹底，泥中的油全部轉化為熱能，得到有效利用。缺點是固化、混合過程中勞動力強度大。

3、含油污泥綜合處理技術

含油污泥的處理工藝多種多樣，各有所長，僅靠單一的處理工藝和技術很難滿足環保要求。因此，將各種工藝有機結合，取長補短，是實現含油污泥徹底無害化的發展方向。從目前看，以離心分離技術為核心，多種預處理和后續處理技術相結合的工藝即“超聲波脫穩 調質機械分離 污泥固化”工藝經濟可行。

3.1 綜合處理技術工藝流程：

首先將回收水池污水及含油污泥打入初級加熱池，當泥漿加熱到35℃時，經螺桿泵打入加熱混合池繼續均勻加熱至50℃。再經螺桿泵打入超聲波脫穩池，池內的超聲波換能器發出超聲波對油泥進行振蕩粉碎處理，并在池底安裝曝氣裝置使油泥和水均勻混合，提高脫穩效果更好。在脫穩過程中，上部的浮油被送入儲油罐。經脫穩的油泥打入調質加熱池繼續加熱至70℃，攪拌均勻后進入離心機進行固液分離。從離心機排出的濃縮污泥進入固化裝置處理，分離出的油進入儲油罐，油和水進入站內污水處理系統，從而完成油、水、泥砂的三相分離 。

工藝流程示意圖：

經過綜合工藝處理后污泥中油含量≤2%，達到大慶含油污泥處理標準，用于鋪路和墊井場；處理后水中油含量≤20mg/L，懸浮固體含量≤20mg/L，提高污水處理系統運行效果。

3.2 綜合處理工藝應用的關鍵技術：

3.2.1調質-機械分離技術

此技術主要包括調質技術和機械脫水技術兩部分。

調質技術：通過適量投加表面活性劑、稀釋劑（葵烷）、電解質（NaCl溶液）或者破乳劑（陰離子或非離子）、潤濕劑（可增加固體顆粒表面和水的親合力）和pH值調節劑等，輔以加熱減粘等手段。它是機械脫水的預處理。

機械脫水技術：采用臥式螺旋卸料沉降離心機，轉鼓與輸料螺旋以一定的差速高速旋轉，含油污泥由進料管連續引入螺旋推料器內筒，加速后進入轉鼓，在離心力場作用下，較重的泥沉積在轉鼓壁上形成沉渣層。輸料螺旋推進器將沉積的泥連續不斷的推至轉鼓錐端，經干燥區脫水后由排渣口排出至機外，較輕的液相將形成內層液環，由轉鼓溢流口連續流出轉鼓，經出液口流出機外。本機能在全速運轉下，連續完成進料、沉降、分離、脫水和卸料等工序。具有結構緊湊、連續工作、運行平穩、對分離的物料適應性強、生產能力大、維修方便等特點。

3.2.2超聲波脫穩技術

超聲波處理的主要原理是超聲波發生器產生的高頻震蕩信號由超聲波換能器轉換成高頻機械震蕩波傳播到介質（含油污泥溶液）中，超聲波在含油污泥溶液中疏密相間地向前輻射，使液體流動而產生數以萬計的小氣泡。這些氣泡在超聲波縱向傳播的負壓區形成、生長、而在正壓區迅速閉合。在這種被稱為“空化效應”的過程中，氣泡瞬間閉合，可形成超過1000個大氣壓的高壓，就像“小爆炸”連續不斷地沖擊污泥的表面，使污泥表面上的油迅速剝落，從而達到迅速分離油泥的目的。

4、結論與認識

4.1 含油污泥的處理工藝多種多樣，各有所長，僅靠單一的處理工藝和技術很難滿足環保要求。從目前看，以離心分離技術為核心，多種預處理和后續處理技術相結合的綜合處理工藝經濟可行。

超聲波污水處理的方法篇10

關鍵詞：煙氣連續監測系統；SO2 / O2 / NOX；火力發電

中圖分類號： X83 文獻標識碼：A

火力發電廠一直是大氣污染中的重要污染源之一，火電廠是空氣中二氧化硫的主要排放源，早在20世紀70年代，一些發達國家就開始對煙氣排放的二氧化硫、氮氧化物進行監測。我國在這方面還比較落后，監測系統形成的也較晚，現在由于大氣污染嚴重，人們已經開始對環境加以關注，各火電廠的煙氣排放都具有嚴格的標準，煙塵分析成為排放的一個主要指標。煙氣連續監測系統（簡稱CEMS）是為煙氣排放污染物連續監測而專門設計的在線監測系統。

1系統構成

煙氣連續監測系統由SO2/O2/NOX分析儀、煙塵儀、流量計、壓力變送器、濕度/濕度計及數據處理單元（DAS）組成。

1.1 氣態污染物監測系統

氣態污染物監測系統有3種設計方法：直接抽取法、稀釋取樣法和現場安裝型。

1.1.1 直接測量取樣法

直接測量取樣法操作簡單，方便，經濟性強，主要是采用差分吸收法進行測量，即把部件安裝在煙道中，將一束光直接照射在煙道氣體中，利用分子的吸收光譜測量若干波長上的吸收系數，根據這些波長上分子吸收系數的差來確定吸收分子的含量，具有較強的抗干擾性。但由于這種方法主要是在煙道中進行，所以儀器在如此惡劣的環境下壽命就很難維持長久，維修起來也有諸多的不便，同時差分吸收無法實現在線校準，測量精度低，難以長期連續工作。

1.1.2 稀釋取樣法

稀釋法通過采用臨界孔技術保證稀釋比。所謂臨界孔是指當臨界孔兩端的壓力比達到0.53以上時，流體經過臨界孔的流速被限制在聲速，因此流體流過 臨界孔的流量是恒定值，很容易保證稀釋氣的壓力恒定，即稀釋氣的流速亦是一個恒定值，所以樣氣的稀釋比是一個恒定值。

1.1.3 直接抽取法（加熱管線法）

直接抽取法是通過加熱管對抽取的已除塵的煙氣進行保溫，保持煙氣不結露，經細除塵干燥裝置冷凝除濕預處理裝置后再送至分析儀。直接抽取法由于存在脫水過程，對煙氣中濃度較低且易溶于水的HCl、NH3、H3S等成分無法測量，因此不能用于垃圾焚燒發電廠的煙氣監測中。若將高溫高濕的煙氣送入儀器中進行分析，則對分析儀的要求很高，整套系統價格昂貴，多應用于多成分、低濃度、易溶于水的氣態污染物測量。

1.2 煙塵測定儀

在線煙塵監測儀最多采用的是光學方法，其原理分濁度法測量和激光散射法測量兩種。濁度法因其技術成熟性和經濟性是目前國內使用較普遍的一種進行在線煙塵監測的方法，濁度法（透射法，對穿法）是指光通過含有煙塵的煙氣時，光強因煙塵的吸收和散射作用而減弱，通過測定光束通過煙氣前后的光強比值來定量煙塵濃度。相對于濁度法的優點來講，其在安裝時需要雙端同時進行，且維修時有許多的不便，在兩端還需要潔凈的空氣來進行保護，因此濁度法的這些缺點也是在使用中必須考慮的因素。

1.3 氣體流速儀

氣體流速測量有3種方法：熱差法、壓差法和超聲波方法。

1.3.1 熱差法是指煙氣通過熱傳感器時，帶走的熱量與煙氣流速和熱傳感器的電阻阻值變化成比例，通過測量熱傳感器的電阻阻值變化可求得煙氣流速，熱傳感法適宜于便攜式測量。

1.3.2 壓差法利用壓差傳感器、皮托管等測出煙氣的動壓和靜壓，動壓和靜壓與被測煙氣流速成一定的比例關系，從而可定量煙氣流速。皮托管差壓法為常用方法，但皮托管差壓法使用在測量帶有大量石膏漿液顆粒的煙氣時容易發生取樣管堵塞，需加強反吹和疏通。

1.3.3 超聲波法通過超聲波順著煙氣流向和逆著煙氣流向通過已知距離的兩個點時，其傳輸時間不同，連續測定傳輸時間差可實現煙氣流速的連續監測。采用超聲波方法進行氣體流速測量效果最好。FLOWSIC100UHA SSTi 超聲波型流量計，測量過程為非接觸式，具有較高的測量精度，并可以進行煙氣的溫度測量。兩套超聲波的發射器/接收器成直線安裝在煙道中，與煙氣流向成一定的夾角a，聲波的傳輸時間隨氣體的流向變化：在與氣流方向相同的方向上，傳播時間Tv被縮短；在與氣流方向相反方向上，傳播時間Tr 被延長。聲波的傳輸時間隨氣體的流向變化；氣體流速計算公式為：

設煙道橫截面積為A，煙氣體積流量為：

Q=3600×Vm×A

其中：Vm--測定煙道斷面的煙氣平均流速；

L--超聲波在煙道中的傳播路徑；

a--煙道中心線與超聲波的傳播路徑的夾角；

Tv--聲波順氣流方向在煙道中的傳播時間；

Tr--聲波逆氣流方向在煙道中的傳播時間。

FLOWSIC100UHA SSTi超聲波型流量計是通過測量超聲波在煙氣中順流和逆流行進的時間差來 計算煙氣流速，與環境溫度、壓力及氣體的具體成分沒有關系，測量精度高。而且，測量所得的是煙道橫截面的平均流速，代表性很強。超聲波發送器用鈦制造，探頭用SS316制造，耐腐蝕性很好。系統不需要進行反吹，操作簡單。

1.4 濕度測量

濕度測量采用的是一種高溫應用的濕度傳感器HMP235，該系列濕度連續監測儀采用電容型傳感器，濕度變化引起電容解質介電常數的變化，因而使電容量發生變化，通過測量電容就可以測量濕度。芬蘭VAISALA 公司生產的HMP235A 型高溫電容法濕度計，有溫度校準，精度高 ，但考慮到電廠的工況穩定，煙氣含水量變化不大，采用短時測量取平均值輸入做濕度校準計算。這樣可以防止濕度計的意外損壞，延長儀器使用壽命。

1.5 數據采集系統

系統采用SMC-900 型數據采集系統。該采集系統是以數據采集/控制儀為基礎建立的，它是以工控機為主體設計的，具有強大的硬件和軟件功能。軟件主要功能有：使用含氧量計算折算濃度、使用濕度計算干氣濃度、使用溫度，壓力計算標態濃度、計算總排放量、形成實時報表、自動生成日報表，月報表，年報表、記錄故障事件、故障報警、聲，光、缺失數據的處理、記錄校準報告、通過數據通訊終端向上位機傳送數據和報表，數據處理和表格形式符合HJ/T76-2001 的規定。對氣體分析系統的反吹，校準進行控制。對探頭堵塞，加熱輸氣管 溫度，氣體濕度進行連鎖控制。顯示CEMS 的流程圖，幫助運行維護人員了解系統運行情形 。形成趨勢圖，棒圖、實現無線通信等。

結語

CEMS 煙氣連續監測系統已在火力發電廠中得到廣泛應用，在線監測電力生產過程中產生污染氣體的固定排放源以及煙氣脫硫、脫硝系統的控制和監測，有利于運行人員及時調整監控脫硫、脫硝、除塵等環保設施的運行狀態，加強達標排放管理，為環保部門的監督提供了科學先進的檢測手段，這對于排放點的有效監測與管理有著積極而重要的意義。

參考文獻