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我国城市化进程加快使水环境恶化状况加剧,经济实力薄弱又限制了国家对污水处理的高额投入,因此,开发经济高效的污水处理技术对于促进我国污水处理事业的可持续发展尤为重要。本文结合活性污泥法及超声波技术的特点,将低强度超声波引入活性污泥法污水处理过程中,对低强度超声波辐射强化活性污泥法处理污水的可行性及其作用机理进行了试验研究。获得的主要结论如下:①不同超声参数组合预处理对活性污泥降解有机物效能影响较大,研究结果发现,低强度超声波辐射可以改变污泥和反应体系的性质,对污泥吸附有机物的过程产生影响。当超声参数组合为:频率28kHz,功率10W,辐射时间5min时,超声辐射可提高污泥的初期吸附性能,但不适当的超声参数反而可能降低活性污泥对废水有机物的初期吸附性能。对污泥吸附性能影响的显著因素为功率,辐射时间次之,频率的影响最小。②采用适当参数的低强度超声辐射能显著增强污泥活性,提高活性污泥对污水有机物去除率。研究结果表明,当采用频率21kHz,功率密度20W/L和辐射时间5min的超声波对污泥(作用污泥MLSS为6000mg/L)进行预处理后与污水混合,曝气6h后可使反应器SCOD去除率(97.7%)较对照反应器(93.9%)提高3.8%。③通过对ERIC-PCR指纹图谱的分析发现,低强度超声波预处理不会立即改变污泥微生物群落组成结构,但可能使一些微生物的生长受到抑制,使污泥胞外聚合物(EPS)组成成分含量发生明显变化,从而改变污泥的生长微环境。试验发现当采用频率21kHz和28kHz,功率密度20W/L和40W/L,辐射时间10min的参数对活性污泥进行超声预处理后,污泥EPS中多糖含量均明显小于对照,仅为对照的77.6%~90.4%;而蛋白质含量高于对照,为对照的110.0%~133.5%;并且污泥MLVSS/MLSS的比值逐步上升,微生物的细胞合成能力得到了增强,因此低强度超声辐射强化污水处理的过程是促进效应和抑制效应共同作用下的综合结果。④低强度超声波辐射能造成活性污泥絮体结构松散化,使污泥絮体平均粒径变小,污泥表面积增大,增加固液间接触面积,强化氧的微观传质,增强污泥生物活性,从而达到了强化污水处理的目的。