1、 简介
超声波污泥处理技术是引进德国超生波公司技术和设备，是一项先进的生化处理技术。人的耳朵可以分辨的声音频率上限是20千赫，高于此频率就是超声波，一直到10兆赫。不同频率的超声波声学力学特性也不同，处理污泥的超声波频率在20~100千赫之间，其强烈的空化作用（cavitation，也叫成穴左右）所产生的“热点”（hot spot，图1）和水力剪切力在污泥里产生三个作用：局部高温高压（5200K, 500巴）摧毁微生物细胞，释放出催化物质生物酶和碳源；破坏难降解物质的稳定结构，使其更容易降解；将水分子分解成强氧化剂羟基（OH-），后者高效转化和降解污泥里的有机物。因此，超声波处理将加速和强化污泥所经历的微生物过程，如厌氧消化、碳源释放、污泥减量和消除膨胀污泥，这也是超声波在污水处理中的主要用途。
超声波技术从生物污泥入手解决污水厂运行过程中的实际问题，不仅能耗低，而且处理过程中不产生任何新的污染物，是一项节能环保的处理技术。超声波污泥处理技术自工业化应用以来，我们和合作伙伴已经在全球范围内有两百多个样板工程，主要集中在美国、德国、英国、瑞士、荷兰、希腊、澳大利亚、日本和韩国等国家。在这些样板工程中通过超声波技术强化应用于污泥厌氧消化的项目已经有50多个，其中包括欧洲最大的污水厂——希腊雅典丝塔丽娅污水厂；应用于污泥减量和防止污泥膨胀的工程项目达到上百个；其他项目则是应用于脱氮除磷，改善出水水质。自2007年我们将超声波污泥处理技术在国内推广以来，已经成功实现销售，在多个项目应用，得到了市场的认可。
2、应用
2.1增加沼气产量：厌氧消化是实现污泥稳定化和减量化的最经济手段（图2），同时可获得再生能源沼气。这个微生物过程包括四个步骤：水解、产酸、产乙酸、产甲烷，均由微生物完成。通常情况下，这个过程需要20~30天，将一半左右的有机成份转化为沼气（图3）。水解过程耗时最长，占一半以上，主要原因在于污泥中各种物质对厌氧环境的抵抗能力，大大延缓水解菌的作用。经过超声波裂解后，催化酶使水解加速，将整个污泥消化过程缩短到12天，并且增加沼气产量30%。除此以外，还增加消化系统的稳定性。
经过厌氧消化后，污泥的异味消失、脱水性能大大改善，采用常规的压滤脱水剂可将泥饼的含水率降到70%。因此，如果综合考虑转化成沼气的污泥成分，则厌氧消化可以使外运污泥量减少一半以上。根据图3，这个数值是：
（50/80）x（1-80%）/（1-70%）= 42%
2.2提供碳源、减排：国家标准《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918-2002）规定了各种污染物排放标准，其中一级标准允许的总氮排放标准是15mg/L（一级A）和 20 mg/L（一级B），有的地方政府专门针对总氮规定了更严格的标准。生物脱氮除磷需要大量碳源，污水本身携带的碳源一般不够，因此需要外加碳源。常见的外源是甲醇，价格较贵，而且有严格的管理规定。超声波裂解污泥后，污泥中的可利用碳源增加（SCOD，图4）可以部分或全部代替甲醇，同时减少外运污泥量。
超声波裂解也可以作为其它工艺的辅助手段，例如对于水解法开发污泥碳源，投加超声波处理过的污泥，可以显著提高效率。
2.3污泥减量：将30%左右的剩余污泥经过超声波处理后回流到生物池，可以减少污泥量20%~30%。事实上，超声波无论用于强化污泥厌氧消化，还是开发污泥碳源，均同时有污泥减量的作用。
2.4消除膨胀污泥：大多数污泥膨胀是由丝状菌引起的，利用超声波处理生物池内的混合液并内回流至生物池，一个月后膨胀污泥可消失。
3、工艺流程
每台超声波设备的供电功率是10千瓦，实际功耗5千瓦，布置在剩余污泥浓缩池的后面（图5）。这样一套设备对应的污水厂日处理量为2~3万立方米城市污水。对于大型污水厂，可多条线平行运行
