1、 簡介
超聲波污泥處理技術是引進德國超生波公司技術和設備，是一項先進的生化處理技術。人的耳朵可以分辨的聲音頻率上限是20千赫，高于此頻率就是超聲波，一直到10兆赫。不同頻率的超聲波聲學力學特性也不同，處理污泥的超聲波頻率在20~100千赫之間，其強烈的空化作用（cavitation，也叫成穴左右）所產生的“熱點”（hot spot，圖1）和水力剪切力在污泥里產生三個作用：局部高溫高壓（5200K, 500巴）摧毀微生物細胞，釋放出催化物質生物酶和碳源；破壞難降解物質的穩定結構，使其更容易降解；將水分子分解成強氧化劑羥基（OH-），后者高效轉化和降解污泥里的有機物。因此，超聲波處理將加速和強化污泥所經歷的微生物過程，如厭氧消化、碳源釋放、污泥減量和消除膨脹污泥，這也是超聲波在污水處理中的主要用途。
超聲波技術從生物污泥入手解決污水廠運行過程中的實際問題，不僅能耗低，而且處理過程中不產生任何新的污染物，是一項節能環保的處理技術。超聲波污泥處理技術自工業化應用以來，我們和合作伙伴已經在全球范圍內有兩百多個樣板工程，主要集中在美國、德國、英國、瑞士、荷蘭、希臘、澳大利亞、日本和韓國等國家。在這些樣板工程中通過超聲波技術強化應用于污泥厭氧消化的項目已經有50多個，其中包括歐洲最大的污水廠——希臘雅典絲塔麗婭污水廠；應用于污泥減量和防止污泥膨脹的工程項目達到上百個；其他項目則是應用于脫氮除磷，改善出水水質。自2007年我們將超聲波污泥處理技術在國內推廣以來，已經成功實現銷售，在多個項目應用，得到了市場的認可。
2、應用
2.1增加沼氣產量：厭氧消化是實現污泥穩定化和減量化的最經濟手段（圖2），同時可獲得再生能源沼氣。這個微生物過程包括四個步驟：水解、產酸、產乙酸、產甲烷，均由微生物完成。通常情況下，這個過程需要20~30天，將一半左右的有機成份轉化為沼氣（圖3）。水解過程耗時最長，占一半以上，主要原因在于污泥中各種物質對厭氧環境的抵抗能力，大大延緩水解菌的作用。經過超聲波裂解后，催化酶使水解加速，將整個污泥消化過程縮短到12天，并且增加沼氣產量30%。除此以外，還增加消化系統的穩定性。
經過厭氧消化后，污泥的異味消失、脫水性能大大改善，采用常規的壓濾脫水劑可將泥餅的含水率降到70%。因此，如果綜合考慮轉化成沼氣的污泥成分，則厭氧消化可以使外運污泥量減少一半以上。根據圖3，這個數值是：
（50/80）x（1-80%）/（1-70%）= 42%
2.2提供碳源、減排：國家標準《城鎮污水廠污染物排放標準》（GB18918-2002）規定了各種污染物排放標準，其中一級標準允許的總氮排放標準是15mg/L（一級A）和 20 mg/L（一級B），有的地方政府專門針對總氮規定了更嚴格的標準。生物脫氮除磷需要大量碳源，污水本身攜帶的碳源一般不夠，因此需要外加碳源。常見的外源是甲醇，價格較貴，而且有嚴格的管理規定。超聲波裂解污泥后，污泥中的可利用碳源增加（SCOD，圖4）可以部分或全部代替甲醇，同時減少外運污泥量。
超聲波裂解也可以作為其它工藝的輔助手段，例如對于水解法開發污泥碳源，投加超聲波處理過的污泥，可以顯著提高效率。
2.3污泥減量：將30%左右的剩余污泥經過超聲波處理后回流到生物池，可以減少污泥量20%~30%。事實上，超聲波無論用于強化污泥厭氧消化，還是開發污泥碳源，均同時有污泥減量的作用。
2.4消除膨脹污泥：大多數污泥膨脹是由絲狀菌引起的，利用超聲波處理生物池內的混合液并內回流至生物池，一個月后膨脹污泥可消失。
3、工藝流程
每臺超聲波設備的供電功率是10千瓦，實際功耗5千瓦，布置在剩余污泥濃縮池的后面（圖5）。這樣一套設備對應的污水廠日處理量為2~3萬立方米城市污水。對于大型污水廠，可多條線平行運行
