（化工過程機械專業(yè)論文）超聲破碎剩余污泥的力學(xué)機制.pdf

at h e s i si nc h e m i c a lp r o c e s sm a c h i n e r y t h e d y n a m i c m e c h a n i s mo fb r e a k i n ge x c e s s s l u d g eb y u l t r a s o n i c b y l i ux i a o l i a n g s u p e r v i s o r a s s o c i a t ep r o f e s s o rz h ut o n g n o r t h e a s t e r nu n i v e r s i t y j u n e2 0 0 9 獨創(chuàng)性聲明 本人聲明 所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的 論文中取得的研究成果 除加以標(biāo)注和致謝的地方外 不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果 也不包括 本人為獲得其他學(xué)位而使用過的材料 與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻 均已在論文中作了明確的說明并表示謝意 學(xué)位論文作者簽名 和i 荔 乞 于 阻p 匕人l 卜侶笠自 口 1一 日期 別 7 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者和指導(dǎo)教師完全了解東北大學(xué)有關(guān)保留 使用學(xué)位論文的規(guī)定 即學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤 允許論文被查閱 和借閱 本人同意東北大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢 索 交流 作者和導(dǎo)師同意網(wǎng)上交流的時間為作者獲得學(xué)位后 半年口一年吵一年半口 導(dǎo)師簽名 簽字日期 甥 z 乏 聲 r 吖r 矽 名 山 躲哆 者丸儲喘 文期 f r l l 位字 學(xué)登 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要 超聲破碎剩余污泥的力學(xué)機制 摘要 污水處理廠處理污水普遍使用的方法是活性污泥法 該方法會產(chǎn)生大量的剩余污 泥 需要進行處理以免引起二次污染 超聲波破碎方法是處理剩余污泥方法中的一種 本課題的研究思路是 首先進行剩余污泥破碎試驗 其次就是對超聲波破碎剩余 污泥過程用超聲空化理論 再結(jié)合相應(yīng)的簡化假設(shè)和力學(xué)理論來推導(dǎo)其破碎的力學(xué)機 制 得出細胞外殼破碎的強度極限 應(yīng)用該強度極限探討超聲破碎的最佳功率 超聲波破碎剩余污泥試驗分為兩個方面 一是超聲波照射時問與污泥破碎效果的 關(guān)系 二是超聲波照射功率與污泥破碎效果的關(guān)系 污泥破碎效果通過s c o d 和核酸 濃度來反映表征 理論推導(dǎo)部分從這樣幾個方面來進行 首先根距超聲空化理論 用數(shù)值求解的方 法得到本實驗條件下 空化泡的運動曲線 再根據(jù)該曲線計算空化泡閉合對閉合中心 周圍產(chǎn)生的壓力情況 其次根據(jù)污泥中的污泥細胞結(jié)構(gòu) 對其中細胞加以簡化 并分 析其受力 最后在受力下得到污泥細胞外殼的強度極限 并應(yīng)用該強度探討破碎剩余 污泥的最佳功率 在破碎剩余污泥試驗部分 通過不同破碎時間試驗得到了破碎效果與破碎時間的 關(guān)系曲線 即s c o d 濃度與破碎時間的關(guān)系曲線和核酸濃度與破碎時間的關(guān)系曲線 通過不同破碎功率試驗得到了破碎效果與破碎功率的關(guān)系曲線 即s c o d 濃度與破碎 功率的關(guān)系曲線和核酸濃度與破碎功率的關(guān)系曲線 在理論推導(dǎo)部分 根據(jù)不同功率下的空化泡運動曲線 得到空化泡閉合前的最大 半徑和整個空化過程所需的時間 通過空化泡閉合產(chǎn)生壓力的計算 得到空化壓力與 離閉合中心距離的關(guān)系曲線 通過模型假設(shè)和前面所得等參數(shù) 推導(dǎo)出細胞外殼的強 度極限o 根據(jù)該強度極限和論文中定義的破碎效率系數(shù) 得到在本實驗c 1 0 75 m p a 條件下的破碎最佳功率為3 5 0 w 與實驗結(jié)果相符 關(guān)鍵詞 剩余污泥 超聲破碎 超聲空化 力學(xué)機制 i i i 原書空白頁 不缺內(nèi)容 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 a b s t r a c t t h 1 c h a n i s mo fb r e a k i n ge x c e s ss l u d g eb yultrasoniced y n a m i cm e c t m n l s mo to r e a ke x c e s ss l u o g ed yuln a bs t r a c t a c t i v a t e ds l u d g ep r o c e s si sw i d e l yu s e db ys e w a g et r e a t m e n tp l a n tt op r o c e s st h e s e w a g e e s p e c i a l l yf o rc i t yl i f ew a t e r h o w e v e r t h em e t h o du s u a l l yp r o d u c el a r g ea m o u n to f e x c e s ss l u d g e n e e dt ob ed e a l tw i t hi no r d e rt oa v o i ds e c o n d a r yp o l l u t i o n u l t r a s o n i cs l u d g ep r o c e s s i n gi sam e t h o dt ob eu s e df o re x c e s ss l u d g ep r o c e s s i n g i n t h i sp a p e r w er e s e a r c ht h em e c h a n i s mo fu l t r a s o n i cb r o k e ns l u d g ec e l l so nd y n a m i c s f i r s t w eu s eu l t r a s o n i ct ob r o k ee x c e s ss l u d g e s e c o n d w eg e to u tt h ed y n a m i cm e c h a n i s mt h a t h o wc e l l sb r o k e n u l t r a s o n i cb r o k e ns l u d g ee x p e r i m e n ta r ed i v i d e di n t ot w oa s p e c t s f i r s t w es t u d yt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nu l t r a s o n i ci r r a d i a t i o nt i m ea n d t h ee f f e c to fs l u d g eb r o k e n s ow ec a n g e tt h eb e s tu l t r a s o n i ci r r a d i a t i o nt i m e s e c o n d w es t u d yt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ep o w e r o fu l t r a s o n i ci r r a d i a t i o na n dt h ee f f e c to fs l u d g eb r o k e n s l u d g ec r u s h i n ge f f e c ti sr e f l e c tb y s c o do fs l u d g ea n dn u c l e i ca c i dc o n c e n t r a t i o n s s ow ec a l lg e tt h eb e s tu l t r a s o n i c i r r a d i a t i o np o w e r t h ed y n a m i cm e c h a n i s mi se x p l o r ei ns e v e r a la s p e c t sa st h i s f i r s to fa l l w em a s t e r y t h eu l t r a s o n i cc a v i t a t i o n st h e o r y s e c o n d w eu s em a t l a bt og e tt h en u m e r i c a ls o l u t i o no ft h e d i f f e r e n t i a le q u a t i o na b o u tc a v i t a t i o n sb u b b l e sm o v e m e n t t h r o u g ht h en u m e r i c a ls o l u t i o n w ec a ng e tt h ep r e s sp r o d u c e db yt h ec l o s u r eo fc a p i t a t i o nb u b b l eu n d e rt h ec o n d i t i o n so f t h i se x p e r i m e n t t h ep r e s si su s e dt ob r o k et h ec e l l so fs l u d g e s oa n dt h ee n dw ec a l c u l a t e t h el i m i ts t r e n g t ho fc e ub r o k e n k e yw o r d s e x c e s ss l u d g e u l t r a s o n i cc a v i t a t i o n d y n a m i cm e c h a n i s m o fc e l lb r o k e n v 原書空白頁 不缺內(nèi)容 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文目錄 目錄 獨創(chuàng)性聲明 i 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 i 摘要 一i i i a b s t r a c t v 目錄 v i i 第1 章緒論 1 1 1課題背景 1 1 2 剩余污泥概述 1 1 2 1 剩余污泥的產(chǎn)生 1 1 2 2 污泥對環(huán)境的影響 3 1 2 3 剩余污泥的結(jié)構(gòu)與特性 3 1 3 超聲波破碎剩余污泥研究現(xiàn)狀 4 1 4 本課題的研究意義 6 1 4 1 研究目的 6 1 4 2 理論意義 6 1 4 3 實際應(yīng)用價值 6 1 5 本課題的研究內(nèi)容 6 第2 章超聲空化的相關(guān)理論 一7 2 1 超聲空化閾值 7 2 2空化核 9 2 3 空化氣泡的運動 一11 2 4 空化氣泡的閉合與反跳 1 3 2 5 空化的基本效應(yīng) 15 第3 章超聲波破碎剩余污泥實驗 1 9 3 1 剩余污泥的超聲波破碎 1 9 3 1 1 污泥來源及培養(yǎng) 1 9 v t t 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文目錄 3 1 2實驗裝置 一2 l 3 1 3 不同破碎時間下的剩余污泥超聲波破碎 2 2 3 1 4 不同破碎功率下的剩余污泥超聲波破碎 2 3 3 2s c o d 的測量與分析 2 3 3 2 1 s c o d 概述 2 3 3 2 2s c o d 的測量設(shè)備及方法 2 4 3 2 3不同破碎時間下的s c o d 測量結(jié)果及分析 2 8 3 2 4 不同破碎功率下的s c o d 測量及分析 3 0 3 3 核酸的測量與分析 3l 3 3 1 核酸概述 3 1 3 3 2 核酸測量儀器與方法 一3 2 3 3 3核酸測量結(jié)果與分析 3 3 3 4 剩余污泥粘度的測量 3 4 3 4 1 粘度概述 3 4 3 4 2 測量設(shè)備 3 6 3 4 3 測量過程與測量數(shù)據(jù) 3 7 第4 章超聲空化的數(shù)值計算 3 9 4 1m a t l 曲概述 3 9 4 2 超聲波作用下氣泡空化的相應(yīng)參數(shù) 4 0 4 2 1 空化核的初始半徑 一4 0 4 2 2 超聲波的聲壓幅值 一4 1 4 2 3 超聲空化參數(shù)小結(jié) 一4 4 4 3 空化氣泡運動過程的數(shù)值求解 4 4 4 4 空化泡閉合時產(chǎn)生的壓力 4 8 第5 章剩余污泥超聲破碎的力學(xué)機制 5 3 5 1剩余污泥中細菌細胞的結(jié)構(gòu)及其受力簡化 5 3 5 1 1 細菌細胞結(jié)構(gòu) 5 3 5 1 2 細菌細胞的受力簡化 5 5 5 2 超聲波破碎剩余污泥細胞的力學(xué)機制 5 6 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 目錄 5 2 1 剩余污泥中微生物細胞的數(shù)量 一5 6 5 2 2空化泡閉合空間內(nèi)被破碎同心球半徑 一5 8 5 2 3 細胞外殼的強度極限 6 0 5 3 細胞外殼的強度極限與超聲聲源功率 6 1 總結(jié) 6 3 參考文獻 6 5 致 i 身 6 7 i x 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第l 章緒論 1 1 課題背景 第1 章緒論 現(xiàn)今 人類的生產(chǎn)生活對環(huán)境的破壞尤以水污染為重 水是生命之源 顯然 被 污染的水對人類本身 以及其它動植物的危害也是相當(dāng)巨大的 因而污水處理的重要 性不言而喻 隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和城市現(xiàn)代化建設(shè) 城市環(huán)境和生態(tài)平衡的要求 城市污水處理廠的興建和管理以成為現(xiàn)代化城市建設(shè)不可缺少的一部分 各地都在做 改善水質(zhì) 進行污水處理 污水回用 污泥處理處置的工作 l 據(jù)統(tǒng)計 到2 0 0 0 年底 全國已建設(shè)城市污水處理廠4 2 7 座 其中二級處理廠2 8 2 座 這些污水處理廠的建設(shè) 極大地提高了城市污水的處理水平 但處理量的增加仍遠遠滯后于污水排放量的增長 兩者之間的差距還有進一步拉大的趨勢 即便按9 8 年資料 我國城市污水的處理率 也僅為1 5 8 西方發(fā)達國家如美國早在1 9 8 0 年就已達到了7 0 f z 根據(jù)我國國民 經(jīng)濟發(fā)展計劃和建設(shè)部規(guī)劃要求 到2 0 1 0 年要實現(xiàn)城市強化排水和污水處理設(shè)施的 建設(shè) 還要建污水處理廠5 0 0 多座 污水處理率要達到4 0 一5 0 污水處理會產(chǎn)生大量的剩余污泥 因而可以說 剩余污泥的處理和污水的處理具 有同等重要的地位 1 2 剩余污泥概述 1 2 1 剩余污泥的產(chǎn)生 污水處理方法分為物化處理和生化處理 在生化處理中又分為厭氧處理和好氧處 理 而在好氧處理中又分為生物膜法和活性污泥法 活性污泥法處理污水的示意圖如 圖1 所示 我們知道 被污染的水經(jīng)過 段時間之后 也會自然凈化 這種凈化實質(zhì) 上就是水中的微生物群體降解了水中的有機質(zhì) 然而這需要相當(dāng)長的時間 處理能力 也很有限 遠遠不能滿足要求 現(xiàn)在的水污染已遠遠超出水的自凈能力 所以 我們 增加微生物群體的數(shù)量 創(chuàng)造出更加有利與微生物群體生長繁殖的條件 使其增長速 度大大提高 微生物群體的增長過程就是污水降解的過程 所以大大增加了水的凈化 能力和速度 因而可以說 活性污泥法處理系統(tǒng) 實質(zhì)上就是自然界水體自凈的強化 1 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第1 章緒論 模擬 基本的活性污泥法工藝流程如圖1 1 所示 由6 個部分組成 說明如下 1 發(fā)生需氧生物氧化過程的反應(yīng)器 一般稱為曝氣池 為活性污泥法的核心部 分 是微生物懸浮生長型生化反應(yīng)器 經(jīng)初次沉淀池或水解酸化池處理后的廢水進入 曝氣池 2 向反應(yīng)器混合液分散空氣或氧氣的氧源 空氣或氧氣以壓力態(tài) 鼓風(fēng)曝氣 或大氣態(tài) 機械曝氣 進入混合液 3 對反應(yīng)器中混合液進行混合的設(shè)備和手段 鼓風(fēng)曝氣或機械曝氣的作用除向 廢水充氧外 還使反應(yīng)器中混合液處于劇烈攪動的狀態(tài) 使活性污泥與廢水互相充分 混合 接觸 使活性污泥反應(yīng)得以正常進行 4 對混合液進行固液分離并使沉淀的生物固體濃縮的沉淀池 稱為二次沉淀池 澄清水作為處理后的出水排除系統(tǒng) 5 收集二次沉淀池的沉淀生物固體并回流到反應(yīng)器的設(shè)備 生物固體回流可使 反應(yīng)器中保持一定的活性污泥濃度 由廢水 回流活性污泥和空氣 氧氣 互相混合 形成的液體 稱為混合液 6 從系統(tǒng)中廢棄一部分生物固體 廢棄污泥與在反應(yīng)器內(nèi)增長的污泥 在數(shù)量 上應(yīng)保持平衡 使反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度相對地保持在一個較為恒定的范圍內(nèi) 3 廢水 圖1 1 活性污泥法處理廢水基本流程 f i g 1 1t h e b a s i c p r o c e s s e s o f a c t i v a t e ds l u d g e w a s t e w a t e r t r e a t m e n t 2 一 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第1 章緒論 在活性污泥法處理廢水的基本流程中 我們可以看到 所謂的剩余污泥就流程中 的廢棄污泥 是系統(tǒng)運行中產(chǎn)生的多余的活性污泥 活性污泥法曝氣池中的活性污泥 生物絮凝體 由大量繁殖的微生物群體所構(gòu)成 可將水中有機物氧化分解成無機物并 合成新的細胞 在二次沉淀池中易于沉淀和分離 二次沉淀池中除了回流的污泥而排 出系統(tǒng)的污泥就是剩余污泥 本試驗所用的剩余污泥是 首先從沈陽市沈水灣污水處理廠取回脫水后的剩余污 泥 再在實驗室加水曝氣加營養(yǎng)液培養(yǎng)起來的 1 2 2 污泥對環(huán)境的影響 1 污泥對環(huán)境的有用性 污泥中含大量的n p k c a 及有機質(zhì) 而且n p 以有機態(tài)為主 同時污泥中 還有許多植物所必須的微量元素 可以緩慢釋放 具有長效性 因此 污泥是有用的 生物資源 是很好的土壤改良劑和肥料 從長遠來看 我國污水廠污泥中n p 的含 量將隨著脫氮脫磷等二級污水處理工藝的增加而增加 這將有利于污泥土地利用和堆 肥處理 2 污泥對環(huán)境的污染 盡管污泥含有豐富的水分 但是也含有大量的病原菌 寄生蟲以及其卵 銅 鋅 鉻 汞等中金屬 鹽類以及多氯聯(lián)苯 二嗯英 放射性核素等難降解的有毒有害物 這些物質(zhì)對環(huán)境和人類以及動物健康有可能造成較大的危害 在污水處理過程中 7 0 一9 0 的重金屬元素通過吸附或沉淀而轉(zhuǎn)移到污泥中 污泥含鹽量較高 會明顯提高 土壤電導(dǎo)率 破壞植物養(yǎng)分平衡 抑制植物對養(yǎng)分的吸收 甚至對植物根系造成直接 的傷害 污水中的病原體 病原微生物和寄生蟲 經(jīng)過處理還會進入污泥 經(jīng)過脫水后 的污泥有臭味 若處理不當(dāng) 會隨雨水等進入水體 引起二次污染 由于污泥成分的 復(fù)雜 對環(huán)境的污染目益加重 因而污泥處理技術(shù)已經(jīng)成為重要的環(huán)保課題之一 4 1 2 3 剩余污泥的結(jié)構(gòu)與特性 剩余污泥一般呈黃褐色 或深灰色 灰黑色 灰白色等 其顏色與水質(zhì)和運行狀 況有關(guān) 當(dāng)曝氣池中供氧不足時 活性污泥會呈黑色 供氧過量時活性污泥會呈白色 3 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第1 章緒論 良好的活性污泥略具土壤的霉臭味 或幾乎沒有臭味 活性污泥絮凝體的尺寸在 o 0 2 棚 2 m m 范圍內(nèi) 其表面積為2 0 1 0 0 e r a 2 m l 含水率9 9 以上 比水略重 密度 介于1 0 0 2 1 0 0 6 之間 活性污泥固體由4 個部分組成 1 棲息在活性污泥上有活性的微生物群體 這是 最主要部分 2 微生物內(nèi)源代謝 自身氧化殘留物 如細胞膜 細胞壁等 為難降解 的惰性有機物質(zhì) 3 由原廢水帶入的微生物難降解的惰性有機物質(zhì) 4 活性污泥的無 機物組成部分 則全部是由原廢水挾入的 至于微生物內(nèi)存的無機鹽類 由于數(shù)量極 少 可忽略不計 剩余活性污泥主要由懸浮的污泥絮體構(gòu)成 而絮體是由大量的分散微生物細菌通 過胞外多聚物 e c p 陽離子 如c a 2 和其他細顆粒架橋而組成 e c p 的兩個主要 來源為 微生物的新陳代謝和自溶 如蛋白質(zhì) 核酸 多糖和脂類 污水本身 活性 污泥法的主要特點是降解污染物的細菌能通過胞外多聚物的生物絮凝而成為顆粒較大 的絮體 從而能在二沉池中較好的沉降并與處理后的出水較好地分離 1 3 超聲波破碎剩余污泥研究現(xiàn)狀 超聲波破碎污泥的機制可能有這樣三個方面 一是超聲空化的壓力效應(yīng)對污泥的 破碎效果 即空化泡閉合時對周圍的液體產(chǎn)生巨大的壓力 這樣的壓力降污泥團打碎 既而打碎污泥中微生物細胞 達到污泥破碎的效果 二是超聲空化的化學(xué)效應(yīng)對污泥 的降解 三是超聲空化的高溫效應(yīng)對污泥的降解 然而比較統(tǒng)一的認為壓力效應(yīng)是污 泥降解的主要原因 但是在壓力效應(yīng)對于污泥破碎機制的研究上 都停留在定性的研 究上 沒有人從力學(xué)的角度上定量地研究 曹秀芹 5 j 等人分別考察了超聲處理剩余污泥過程中聲能密度和作用時間對污泥絮 體形狀 污泥上清液中溶解性化學(xué)需氧量 s c o d 和污泥溫度的影響 結(jié)果表明 雖然 聲能密度和作用時問都是重要的影響因素 但超聲作用時間的長短更為重要 污泥上清 液的s c o d 和污泥溫度的變化表明 生物細胞分解主要是由超聲空化引起的力學(xué)效應(yīng) 造成的 王芬 6 等采用超聲波技術(shù) 破解人工配水條件下培養(yǎng)的污泥 主要研究內(nèi)容是 不同聲強 聲能密度 破解時間 污泥濃度對污泥破解效果的影響 通過投加自由基 4 東北大學(xué)碩士學(xué)位論丈 一 箜 主竺笙 i 一 一 消除劑碳酸氫鈉的試驗 探討超聲波破解污泥的反應(yīng)機理 研究超聲波與堿協(xié)同作用 對污泥破解效果的影響 建立與驗證以s c o d 增加值 s c o d 溶出率為因變量的超聲 破解污泥的動力學(xué)模型 葉建忠 7 1 從動力學(xué)角度論述了超聲波降解有機污染物的機理及其降解途徑 分析 影響有機物超聲降解效果的基本因素 如粘度 表面張力系數(shù) 蒸汽壓 溫度 溶解 氣體 超聲頻率 聲功率 p h 值及有機污染物的物理化學(xué)性質(zhì)等 并描述了超聲波在 水處理領(lǐng)域 特別是與傳統(tǒng)生物處理法聯(lián)用處理難降解 有毒有機廢水方面的發(fā)展應(yīng) 用前景 張寧寧 4 的研究工作的內(nèi)容及主要結(jié)論有 1 用染色法和水聽器法測量了反應(yīng)器 中聲場及空化場 并對其結(jié)果進行分析研究 兩種方法在同樣的超聲電功率作用下對 同一超聲處理槽中的聲場研究表明雙頻能夠很好改善聲場均勻性 為后面復(fù)頻超聲處 理污泥的實驗打好基礎(chǔ) 2 研究了單頻超聲作用下 不同超聲電功率 頻率 作用時 間對污泥破解效果的影響及污泥溫度變化 3 研究了雙頻超聲在不同作用方式下相互 作用的超聲處理效果及影響因素 4 比較了不同反應(yīng)器形狀 換能器位置及不同反應(yīng) 體體積對超聲破解污泥的影響 a n t t ig r o n r o o s 8 1 等人通過一系列超聲降解羥甲基纖維素聚合物或其混合物試驗 定性分析了超聲降解與溶液初始動力粘度 分子量和濃度的關(guān)系 初始動力粘度越高 降解越快 當(dāng)初始動力粘度相近 則降解速度主要取決于聚合物的分子量和濃度 相 對于低分子量和濃度 高分子量和濃度降解更快 k y u i c h iy a s u i 9 1 等人在研究超聲空化的聲致光反應(yīng)和聲化學(xué)反應(yīng)時 用e u l e r 法對 k e l l e r 方程進行了改良 建立了空化泡半徑的數(shù)學(xué)模型 參數(shù)主要有 時間 泡的內(nèi) 外壓強 流體的粘度 密度以及溫度等 還考慮了熱傳導(dǎo)的邊界條件等 s l a b o u r e t j f r o h l y f r i v a r t m 1 等人通過分析空化率 空化噪聲功率和提供給超 聲波換能器的電功率來研究超聲空化泡域的演化 以間歇方式發(fā)生超聲波 觀察到兩 種不同的演化情況 緩慢增長的空穴率和快速增長的空化率 這符合空化的兩種情況 穩(wěn)定空化域和不活潑空化域 論文中較為詳細的分析了這兩種情況 5 一 塑 蘭 鱟苧生學(xué)位論查笫1 章緒論 一一 一 二 1 4 本課題的研究意義 1 4 1 研究且的 從力學(xué)的角度來研究超聲波破碎污泥的機制 建立在由超聲空化空化泡閉合產(chǎn)生 的壓力作用下細胞破碎的理論模型 1 4 2 理論意義 本課題的理論意義可以體現(xiàn)在兩個方面 一是超聲空化理論在污泥細胞破碎上的 應(yīng)用 二是細胞破碎的力學(xué)機制 從力學(xué)的層面對細胞做了一定研究 1 4 3 實際應(yīng)用價值 如果從上述的兩個理論方面做更深入的研究 則可以從理論上模擬超聲破碎細胞 的過程 進而研究改進超聲破碎污泥的工藝參數(shù) 達到多種因素下的優(yōu)化 這樣就可 以提高超聲處理剩余污泥的能力和效率 1 5 本課題的研究內(nèi)容 本課題的研究內(nèi)容主要有三個方面 一是超聲破破碎剩余污泥 在這方面主要是 測量污泥的破碎效果 以及污泥的后續(xù)研究中要用到相關(guān)參數(shù) 二是超聲空化的數(shù)值 計算 通過超聲空化理論 再結(jié)合本課題用到的污泥的實際參數(shù) 用數(shù)值計算軟件獲 得空化泡閉合時對周圍液體產(chǎn)生壓力的情況 三是對污泥中微生物細胞破碎的力學(xué)機 制做探討 空化泡閉合對周圍細胞產(chǎn)生壓力 建立在此壓力下細胞破碎的力學(xué)模型 6 一 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第2 章超聲空化的相關(guān)理論 第2 章超聲空化的相關(guān)理論 空化現(xiàn)象是液體中常見的一種物理現(xiàn)象 在液體中由于漩渦或超聲波等物理作用 某些地方形成局部的暫時負壓區(qū) 從而引起液體或液 固體界面的斷裂 形成微小的空 泡或氣泡 液體中產(chǎn)生的這些空泡處于非穩(wěn)定狀態(tài) 有初生 發(fā)育和隨后迅速閉合的 過程 當(dāng)他們迅速閉合破滅時 會產(chǎn)生一微激波 因此局部有很大的壓強 這種空泡 或氣泡在液體中形成和隨后迅速閉合的現(xiàn)象 稱為空化現(xiàn)象 若空化是由超聲波引起 的 就稱為超聲空化 1 1 1 由于空化現(xiàn)象產(chǎn)生氣泡的非線性振動 以及它們破滅時產(chǎn)生爆破壓力 所以伴隨 空化現(xiàn)象能產(chǎn)生許多物理的或化學(xué)的效應(yīng) 這些效應(yīng)有腐蝕破壞工件的消極方面的作 用 也有在工程技術(shù)中得到應(yīng)用的積極方面的作用 特別是在超聲加工和超聲清洗中 有重要作用 本研究就是利用空化泡破滅時產(chǎn)生的爆破壓力來破碎污泥中微生物的細胞壁 細 胞膜等 接下來 主要介紹超聲空化理論中與本研究較為密切的相關(guān)理論 2 1 超聲空化閾值 當(dāng)足夠強的超聲波作用與液體媒介時 若交變聲壓的幅值砌大于液體中的靜壓力 島 則在聲壓的負壓相 或稱稀疏相 中 還可以在液體中形成局部性的負壓作用區(qū) 負壓的峰值 p m 不但可以抵消靜壓力 當(dāng)這一負壓 伽 島 足以克服液體分子 之間的結(jié)合力 也成液體強度 時 液體將被拉斷而形成空腔 即產(chǎn)生空化氣泡 接 著在聲壓的正壓相 或稱壓縮相 到來時 空化氣泡產(chǎn)生閉合和崩塌 由此定義 使 液體產(chǎn)生空化所需的最低聲壓或聲強 稱為空化閾值 1 2 l 真正純凈的液體 其強度的理論值很高 例如 對常溫下的純凈水 按照熱力學(xué) 統(tǒng)計系統(tǒng)理論計算 其強度為j 7x 1 0 s p a 按液體的容積彈性計算 其強度為3 2x l o s p a 而實測表明 液體的實際強度遠低于理論值 仍以水為例 用s 形管作離心拉 斷試驗 即使對純凈的水 其實際強度也只有d 3x l o s p a 為解釋這種矛盾 便產(chǎn)生 了 空化核 的假說 即認為 由于種種原因 液體中早已存在許多微小的氣泡 構(gòu) 成液體中的薄弱環(huán)節(jié) 因而在比理論值低很多的負壓下 液體就在這些地方被拉開 一7 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第2 章超聲空化的相關(guān)理論 現(xiàn)在這一假說已經(jīng)被很多試驗所證實 根據(jù)液體中氣泡平衡半徑及其穩(wěn)定性的分析與計算 當(dāng)液體中存在有初始半徑為 島的空化核時 液體強度將與 的大小有密切關(guān)系 島愈大 則其強度愈低 設(shè)液 體被拉開的過程為等溫過程 且忽略粘滯性及輻射阻尼的影響 則液體的強度可有下 式來計算 表示為 p 只 挪州h 伽 億 式中 p 1 一泡內(nèi)蒸汽壓 尸廣液體中的靜壓力 口 表面張力系數(shù) 空化核的初始半徑 顯然 空化閩值n 應(yīng)是液體強度p c 與靜壓力n 之和 即 呤h 瓤訓(xùn)牲 鉚 b 2 通常 n 稱為b l a k e 閾值壓力 超聲空化閾值會受許多因素影響 國內(nèi)外學(xué)者 從理論到試驗 對此進行了大量研究 得出不少有應(yīng)用價值的結(jié)果 首先 對不同性質(zhì)的液體 由于其表面張力系數(shù) 密度 飽和蒸汽壓 粘滯性的 不同 其空化閾也各不相同 就一般情況來說 表面張力系數(shù)愈大 飽和蒸汽壓愈低 粘滯性愈高 則其空化閾也愈高 空化閾值與液體粘滯系數(shù)刁的關(guān)系 可用下述經(jīng)驗 公式近似的表示為 b o 8 1 9 r 5 2 3 對于同一種液體 其空化閾值與溫度 靜壓力 含氣量 含雜質(zhì) 固體粒子等 程度等因素有密切關(guān)系 靜壓力大 含氣 雜質(zhì)少的液體 空化閾高 因而 加大靜 壓力和對液體進行除氣處理 可提高空化閩 這常用作抑制空化的手段 而對液體加 溫和摻入氣體 則能降低其空化閩 另外 即使在液體狀況均相同的情況下 空化閾還隨照射聲波的頻率 波型 連 8 一 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2 章超聲空化的相關(guān)理論 續(xù)波或脈沖波 波形參數(shù) 脈寬及重復(fù)頻率 而變化 空化閾隨超聲頻率的升高而增 高 而減少脈寬和重復(fù)頻率 也能有效地提高空化閾 通常情況下 水中產(chǎn)生空化所 需的聲壓和聲強如表2 1 所示 l l 表2 1 水中產(chǎn)生空化所需的聲壓和聲強 f i 薛 1t h en e e d e du l t r a s o n i cp r e s s u r ea n ds t r o n gt op r o d u c ec a v i t a t i o ni nt h ew a t e r 這里應(yīng)著重提出 空化閾值只表明用聲波產(chǎn)生空化的難易程度 它與空化的各種 效應(yīng)是兩回事 具體來說 容易空化并不意味著空化效應(yīng)強烈 有時還會有相反的效 果 因為空化引發(fā)的高溫 高壓 發(fā)光 放電 沖擊波等物理化學(xué)效應(yīng) 均發(fā)生于空 化泡急速崩塌的瞬間 并主要取決于氣泡閉合時泡壁運動的速度 而泡壁閉合速度不 僅與液體性質(zhì) 狀態(tài)有關(guān) 而且還與空化泡在各種聲波參數(shù)下的運動狀態(tài)有關(guān) 2 2 空化核 由前面可知 空化核的假設(shè) 對于解釋液體實際強度與理論強度之間的明顯差異 是成功的 然而在回答這種空化核是否能在液體中穩(wěn)定地存在的問題時 卻曾經(jīng)碰到 疑難 因為按照斯托克斯定理 液體中半徑較大的氣泡 將因浮力迅速上浮到液面 然后失去表面張力而破裂 而半徑較小的氣泡 則因表面張力作用 會產(chǎn)生便泡中氣 體向周圍液體作 定向擴散 過程 從而很快溶解 以水為例 汁算表明 氣泡半徑 r d o 0 1n m y i 時 氣泡上浮速度u b 0 0 2m l t l s 時 而當(dāng)r o o 0 1m m 時 氣泡在t b 6 6 3 s 內(nèi)完全溶解 這表明 在一般情況下 空化核難以在水中穩(wěn)定地存在 經(jīng)過多方面研究 現(xiàn)己證實 至少以下幾種情況下 空化核可以在液體中穩(wěn)定地 存在 1 液體因熱起伏 不斷產(chǎn)生小的蒸氣泡 這種蒸氣泡在液體中存在的條件是 泡內(nèi)的蒸汽壓p 與表面張力和液體的靜壓力瘍相平衡 由這種蒸汽泡構(gòu)成的空化核 9 一 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第2 章超聲空化的相關(guān)理論 具有由下式確定的平衡半徑 足 i 2 0 乏 2 4 式中 o 表面張力系數(shù) 2 液體中存在帶氣隙的懸浮固體粒子 當(dāng)液體不浸潤時 在團體粘于的氣隙 中 由于表面張力為負值 可使縫中的氣體同時達到力學(xué)與熱力學(xué)平衡 因而能穩(wěn)定 地存在 而一旦外加聲壓超過空化閾值時 這種縫隙式氣泡便開始增大 其液一氣晃 面也由凹面變?yōu)橥姑?從而形成空化核 圖2 1 給出了這種類型空化核形成機制的示 意圖 0 2 氣體 a b 圖2 1 周體粒子氣隙型空化核的形成機制 f i 9 2 1t h ef o r m a t i o nm i c h a n i s mo f g a s g a pc a v i t a t i o nn u c l e a r0 1 1s o l i dp a r t i c l eg a p a 氣體在固體縫隙中穩(wěn)定的存在 a t h es t e a d ye x i s t e n c eo f g a si ns o l i dg a p b 在外加聲場作用下氣隙增大變形成為空化核 b t h eg a s g a pi n c r e a s ei n t oc a v i t a t i o nn u c l e a ro nt h eo u t s i d eu l t r a s o n i cf i e l d 3 帶有薄的有機物外殼的小尺寸氣泡 一般指r o 0 0 1 r a m 由于這層有機膜 的存在阻礙泡內(nèi)氣體向外擴散 并能抗拒表面張力 所以能形成穩(wěn)定的空化核 而在 足夠強的聲波作用下 可打破此有機層外殼 產(chǎn)生空化 4 高能粒子流 如宇宙線 中微子流或激光脈沖等照射液體 產(chǎn)生空化核 法國c e m m e 曾測量1 m h z 超聲在水中的空化閾 實驗證明 當(dāng)用鉛罩屏蔽水容器后 空化閾值有所提高 而當(dāng)取去鉛罩后 空化閾值又出現(xiàn)回降 這一實驗結(jié)果為這類空 化核的形成機制提供了佐證 圖2 2 給出其實驗結(jié)果曲線 l 3 一l o 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2 章超聲空化的相關(guān)理論 圖2 2 高能粒子流產(chǎn)生空化核的實驗曲線 f i 9 2 2t h ee x p e r i m e n to u r v eo f c a v i t a t i o nn u c l e a rp r o d u c e db yh i g h e n e r g yp a r t i c l e s 2 3 空化氣泡的運動 設(shè)氣泡及其所處環(huán)境狀況由圖2 3 所示 氣泡的初始半徑為r o 泡內(nèi)壓力為p f 它與泡內(nèi)氣體性質(zhì) 熱力學(xué)狀態(tài) 蒸汽壓 表面張力及泡的形狀 尺寸有關(guān) 目為液 體的粘滯系數(shù) 0 為表面張力系數(shù) 周圍液體為不可壓縮均勻液體 其靜壓力為p d 密度p 聲速為c 圖2 3 液體中氣泡在聲場中運動的示意圖 f i g 2 3t h em o v e m e n to f b u b b l ei nt h eu l t r a s o n i cf i e l d 當(dāng)外加聲壓p p ms i n c o t 作用時 一般用著名的r a y l e i g h p l e s s e t 方程來描述氣泡 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第2 章超聲空化的相關(guān)理論 的徑向運動規(guī)律 故遺常稱兵為氣泡的還動萬欄 彤式如卜 p 卜 象 吾 警 2 n p 一異一百2 0 一4 叩去 警 固 為簡化分析 設(shè)泡內(nèi)為理想氣體 氣泡呈球形 并作徑向運動 由氣體的v a n d e r w a a l s 方程可推出泡內(nèi)氣壓為 舅 卜乃 絲 心j tr 2 6 式中 辦 蒸汽壓 r 任意時刻t 時氣泡半徑 r 反應(yīng)過程熱力學(xué)狀態(tài)的多方指數(shù) 其數(shù)值范圍為1 甩 氣體的比熱比 具體來說 對等溫過程 n 1 對絕熱過程療 y 介于兩者之間的狀態(tài) 取1 以 y 值則取決于氣體的種類與狀態(tài) 多原子氣體的y 1 2 水蒸汽的 1 3 惰性氣 體的 值較大 如氦 1 6 7 將 2 6 式和外加聲壓p 的表式代入運動方程 則得 p 卜 警 三 警 2 島s i n 叫一r 一百2 0 一4 叩去 警 異一辦 等 等廣c 2 刀 顯見 2 7 式是一個非線性方程 一般得不到解析解 在特殊情況下 可使此運動方程線性化 例如 當(dāng) 9 r 時 氣泡振幅很小 可令r r 萬 占 r 并設(shè)運動為絕熱過程 貝i j 在一級近似下 方程 2 7 簡化為 餞2 萬d 2 3 甘鐘 仁8 此式顯然是對時間t 的齊次二階常微分方程 由此可解出氣泡作簡諧運動時的固 有頻率為 去m r 針珈 j 仁9 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第2 章超聲空化的相關(guān)理論 這種在弱聲場作用下 氣泡所做的穩(wěn)定的小幅脈沖現(xiàn)象 通常稱為 穩(wěn)定空化 然而 在一般情況下 方程 2 7 只能借助于計算機進行數(shù)值計算 一般情況下 當(dāng)以 矗時 計算得 出下述結(jié)論 i 若外加聲場的頻率為工 按 2 9 式可算出相應(yīng)的氣泡共振半徑r 對初 始半徑大于共振半徑 即滿足民 r 時 的氣泡 將發(fā)生復(fù)雜的形變運動 但一 般不產(chǎn)生閉合過程 2 對初始半徑小于共振半徑 即 滿足r r r 時 氣泡作復(fù)雜運動 實現(xiàn) b r o r r 時 氣泡作生長一閉合運動 虛線 解 共同的參數(shù)為 昂 1 0 5 n m 2 p 用 4 x 1 0 5 n m 2 p o 0 8 x 1 0 4 c m 取運動力等溫 過程 圖中實線表示 當(dāng)外加聲場頻率為 1 5 m h z 相應(yīng)于共振半徑 r r a 0 4 x l o c m r 時 氣泡做生長 閉合運動的 情況 2 4 空化氣泡的閉合與反跳 上面討論的是空化氣泡在聲場作用下的一般運動規(guī)律 實際上氣泡的運動 特別 是氣泡經(jīng)最大半徑以后 在聲壓的正壓相 由于聲壓 液體中靜壓力 表面張力等多 1 3 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2 章超聲空化的相關(guān)理論 種壓力聯(lián)合作用下 其閉合階段泡壁的速度將愈來愈快 因面引起氣泡快速 復(fù)雜和 劇烈的運動 下面我們將看到 泡壁的這種高速閉合 正是所有空化效應(yīng)的決定性因 素或緣由 因此 在分析空化效匝之前 有必要先從氣泡運動學(xué)角度來研冗一f 泡壁 的閉合速度 早在1 9 1 7 年 瑞利 l r a y l e i g h 就從理淪上計算了不可壓縮液體中真空氣泡 在不計表面張力和粘滯性情況下的泡壁閉合速度 1 4 u 陌劃 仁塒 式中 r 廣t 泡開始閉合的初始半徑 也即氣泡生長的最大半徑 卜閉合過程中 任意時刻的氣泡半徑 利用 皇罷的關(guān)系 瑞利借助 2 1 0 式 導(dǎo)出氣泡由半徑如完全閉合到r d 所需要的時間為 f p 擊艘 o 9 1 5 p p 1 2 1 1 由 1v 式中 卜 氣泡閉合的外部壓力 后來 n o l t i n g k 和n e p p i r a s 考慮了氣泡初始半徑r o 時 泡內(nèi)壓強 蒸汽和空氣含 量的總壓強 為q 在絕熱壓縮下 導(dǎo)出泡壁閉合速度為 叫籌慚斗赤降耕 可以看出 當(dāng)q o 時 式 2 1 2 就退化為式 2 1 0 順便指出 利用式 2 1 2 還可導(dǎo)出下面幾點重要結(jié)果 令c 型鍪 o 可得氣泡最大及最小條件 由此得出最大氣泡半徑r r m 而最 小半徑為 嗽 如 掣尸 億 而令絲d r 可得泡壁速度u 塑d t 最大值時的r 值為 帆 箋竽 而 仁 1 4 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2 章超聲空化的相關(guān)理論 一般q p y 1 故 帆 掣 而 將 2 1 5 式代入 2 1 2 式 可得最大閉合速度為 小協(xié)掣 掣r 同時 由 2 1 3 和 2 1 5 比較可知 氣泡閉合速度最大值 出現(xiàn)在氣泡最 小半徑之前的瞬間 即氣泡半徑滿足下述條件 r y 可可 墨m 2 1 7 對空氣 y 1 4 則有 r 1 3 r n i n 2 1 8 由上面的分析 特別是從泡壁閉合速度公式 2 1 2 和 2 1 6 式來看 閉合速 度主要取決于氣泡外部壓力p 泡內(nèi)氣壓q 以及泡中氣體的熱力學(xué)狀態(tài)y 在適合 條件下 泡壁的閉合速度很高 可超過泡內(nèi)氣體中聲速 可以沒想 在這種極端條件 下 氣泡難以保持球形 泡內(nèi)將產(chǎn)生內(nèi)聚 微駭波 進而發(fā)生高溫 放電 發(fā)光等效 應(yīng) 此時的液體也不再是不可壓縮的了 而當(dāng)氣泡完全閉合 即發(fā)生崩塌 c o l l a p s e 之后 這些積累的能量將以向外輻射的沖擊波形式釋放出來 同時還將伴隨有氣泡的 小脈動 與反跳 r e b o u n d 或稱反彈 過程 直至最后完全消失 以上是對單個氣 泡一次完整運動的簡略描述 實際的情形還要復(fù)雜得多 首先可想到 在超聲連續(xù)作 用下 液體中眾多氣泡的復(fù)雜行為 因此應(yīng)該說 無論對條件典型化了的 單泡空化 還是對實際超聲場中的 多泡空化 僅就其運動特性及規(guī)律而言 仍是需要繼續(xù)探入 研究的問題 2 5 空化的基本效應(yīng) 1 5 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2 章超聲空化的相關(guān)理論 按此式計算 當(dāng)r 2 寺吃 p 1 口咖時 氣泡附近液體中可產(chǎn)生的最大壓力為 p 心 s r 掣m z 7 q 3 4 分叫叫 2 一參k 1 一與 z 7 一z i 一 式中 z 可以看出 氣泡最大半徑風(fēng) 愈 大 閉合得愈小 即z 值愈大 則閉 合產(chǎn)生的壓力也愈大 氣泡內(nèi)氣體壓 強q 愈小 則閉合速度也愈高 且最 大壓強產(chǎn)生在臨近氣泡壁的距離上 圖2 6 給出按 2 2 0 式算出的氣泡閉 合過程中 液體中壓力的分布曲線 顯然 在液體中這種局部性極高 壓力 正是形成以氣泡中心向外傳播 的沖擊波的原因 國內(nèi)外許多學(xué)者 用不問方法實 際測量了超聲空化氣泡閉合時產(chǎn)生的 壓力 數(shù)據(jù)較為分散 對1 0 2 5 k h z 頻率范圍的水中聲空化產(chǎn)生的壓力 6 s4 妻 器s 垃 裂 離氣泡中心距離 圖2 6 空化氣泡閉合過程中液體中的壓力分布 f i g 2 6t h ed i s t r i b u t i o no f t h ep r e s s u r eg e n e r a t e db y t h ec l o s u r eo f c a v i t a t i o nb u b b l e si nt h el i q u i d 在幾百到上萬大氣壓之間 國內(nèi)用壓電石英探針測得2 3 5 k h z 頻率下除氣水中 空化 產(chǎn)牛的壓力為4 0 0 0 大氣壓 為迄今用聲學(xué)方法測得的最高數(shù)值 1 7 原書空白頁 不缺內(nèi)容 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第3 章剩余污泥超聲破碎實驗 第3 章超聲波破碎剩余污泥實驗 本章主要論述超聲波對剩余污泥的破碎實驗 以及對破碎后的剩余污泥進行一些 測量分析 破碎實驗主要敘述實驗方法和實驗過程 對破碎后的剩余污泥進行測量分 析的目的是想通過測量參數(shù)來說明污泥的破碎情況 這樣的參數(shù)有s c o d b o d 和肽 聚糖等的量值 同時還要了解污泥本身的性質(zhì)結(jié)構(gòu) 為后續(xù)的數(shù)值模擬提供參數(shù) 如 試驗中活性污泥的菌群結(jié)構(gòu) 不同溫度下的粘度等 3 1剩余污泥的超聲波破碎 3 1 1 污泥來源及培養(yǎng) 本課題所用污泥取自沈水灣污水處理廠脫水后的污泥 沈水灣污水處理廠是沈陽市南部排水系統(tǒng)末端污水處理工程 隸屬于沈陽振興環(huán) 保產(chǎn)業(yè)集團有限公司 始建于2 0 0 0 年 投產(chǎn)于2 0 0 3 年1 1 月1 日 占地面積6 2 公頃 總投資2 6 4 億元人民幣 主要接納并處理沈陽市東陵區(qū) 沈河區(qū) 和平區(qū)一帶生活污 水 設(shè)計日處理污水規(guī)模為2 0 萬噸 沈水灣污水處理廠工藝為全國首家引進芬蘭 f o o lb e d 污水處理工藝 出水作為渾河重要的補給水源 處理后水質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定達到 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) g b l 8 9 18 2 0 0 2 二級標(biāo)準(zhǔn) 其中化學(xué)需氧量 p h 值 懸浮物等指標(biāo)達到一級a 標(biāo)準(zhǔn) 新取回的脫水后污泥 呈黑色 有惡臭 取適量 約2 0 l 放入1 0 0 l 的培養(yǎng)桶 里 加水至1 0 0 l 攪拌至溶解均勻后 用氣泵通入空氣進行曝氣 這樣一直曝氣約五 天 臭味基本消除 停止曝氣 自由沉降3 4 小時 排出上清液 然后加入按比例配 好的營養(yǎng)成份 再加水至1 0 0 l 接下來定期重復(fù)上述操作 即停止曝氣 自由沉降 3 4 小時 排出上清液 然后加入營養(yǎng)成份 再加水至1 0 0 l 開始時 我們每天都加入營養(yǎng)成份 但發(fā)現(xiàn)水面泡沫較多 并伴有一定得惡臭 同時 污泥的沉降性也很差 這表明是營養(yǎng)過剩 后來改為 隔兩天加入一次 并換 用出氣量更大的氣泵 污泥沉降性良好 氣味消除 這樣大約持續(xù)2 0 天 污泥呈健康 的褐色 每天換水一次 停止曝氣 讓污泥自由沉降3 4 小時 然后排出上清液 再 加水至1 0 0 l 一 9 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第3 章剩余污泥超聲破碎實驗 下面敘述加入營養(yǎng)成份量和配比 加入的營養(yǎng)成份的量根據(jù)m l s s 濃度來確定 其中m l s s 濃度是混合液懸浮固體 濃度 m i x e dl i q u o rs u s p e n d e ds o l i d s 的簡寫 它又稱為混合液污泥濃度 它表示的是在 曝氣池單位容積混合液內(nèi)所含有的活性污泥固體物的總重量 r a g l 由于測定方法比 較簡便易行 此項指標(biāo)應(yīng)用較為普遍 混合液懸浮固體濃度m l s s 是活性污泥處理系 統(tǒng)重