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超声波在液体介质中由于引起空化作用而会产生各种不同的效应。这些效应除了象清洗一类的传统应用之外，还可以用于澄清池淤泥的处理：利用高性能的超声波进行的处理可以改变淤泥的结构，使得工艺稳定性和淤泥的降解性能得到改善，而且可以减低能耗。 （图片） 超声波技术和其他技术的根本区别在于，它不需要激活与系统有关的特性，如电化学过程或光化学过程。在超声波工艺过程中，唯一的前提是一种介质的存在（气体、液体、污泥等等），以便传递和释放能量。超声波清洗、超声波筛分技术以及有目的地将颗粒粉碎为粉末及乳剂是超声波技术传统的应用实例。生物工程新的研究结果表明，超声波不仅可以用于酶的活化，而且可以用于控制和分离生物细胞，以便有目的地释放其内部物质。在各个澄清装置中的试验表明，用高效能的超声波进行澄清池的淤泥处理取得了很大的成绩。
为了减少澄清淤泥中的微生物细胞，必须打开其细胞壁。细胞壳本身是一个特别有弹性、抵抗力很强的组织，它能够适应很苛刻的外部条件的影响。为了将这样的细胞壁打破，需要超过600bar的巨大压力，只有用超声波才能达到这样的压力。
利用空穴作用
为了完成这个任务，研制了所谓的Sono-Des 工艺方法，用这种方法可以将淤泥中的微生物的细胞壁以不同的强度打破并将细胞内的物质释放出来。这个由瑞士的Telsonic公司研制的设备是一种模块式的结构，可以根据处理的淤泥量的多少进行制造。反应器在一个U形的管状容器里，在这里它向淤泥物质发出超声波。
象所有的声波一样，超声波在液体介质中按照在介质的分子里感应的压缩波和负压波的顺序传播。在足够高的超声波的强度时，在振动－负压阶段，分子之间的结合力会减小，致使形成只有在显微镜下才能看到的小气泡，而气泡中的压力要大大超过大气压力。很短时间后紧接着的过压阶段这些气泡又向内破裂，这样在快速的周期顺序中释放出产生化学和机械效应的足够的能量。此外这种空穴过程受到许多参数，如压力、温度、声音频率、声音强度和其他声音技术变量的影响。
在Sono-Des-装置中规定的声波要远远超过人的16Hz到18kHz的听觉范围。用一个振荡器将50Hz的频率转变为20～40kHz的高频，而连接在一起的声波变换器将电振动转变为机械振动。
在各个澄清装置中的试验和现有的科学结论的资料是这样描述这种工艺方法的：
■ 超声波裂变器减少了过量淤泥的产生，因此减轻了淤泥处理的工作量和排放量。
■ 淤泥的大范围降解和生物气体收率的提高说明，即使澄清池淤泥的厌氧降解能力也受到了积极的影响。采用澄清方法很难或完全不可能处理的细菌和微生物在化解池中借助于超声波可以较好地降解。
■ 有浮渣和发泡淤泥的澄清装置特别适于采用裂变器。借助于超声波设备不仅可以消灭线状的微生物，而且可以裂解淤泥的气泡。因此，这种方法可以改善沉淀能力及减少浮渣和发泡淤泥的形成。
■ 这种设备可以改善脱氮作用，因为它完全破坏了微生物，同时提高了CSB的含量。
1/12/2005
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