低強度超聲波強化污水生物處理理論和技術（簡體書）

《應用生物技術大系：低強度超聲波強化污水生物處理理論和技術》應用低強度超聲波強化污水生物處理過程，並闡明了其理論基礎和應用技術，具有很好的創新性；內容從低強度超聲波強化生物反應過程機制，到低強度超聲波強化生物降解有機污染物和脫氮除磷技術，再到低強度超聲波強化污水生物處理技術應用和前景展望，形成了一個完整的結構體系；《應用生物技術大系：低強度超聲波強化污水生物處理理論和技術》的寫作簡練清晰，應用圖表和討論（文字）相結合的方式，清晰地闡述其研究成果，具有較強的特色。

《低強度超聲波強化污水生物處理理論和技術》可供環境工程、生物工程、給排水專業的科研設計人員及大專院校相關專業的師生參考使用，可幫助更全面、深入地了解低強度超聲波強化污水生物處理技術，從而推動該技術在我國的應用和發展。

3.3.2.6最適宜PIS優選買驗討論
許多文獻及前期的實驗結果已經證明可以利用低強度超聲波強化污水生物處理來提高處理效率。事實上，德國學者早在2002年便進行中試實驗研究了超聲波強化好氧和厭氧生物反應器的活性。但是，由于他們的研究采用的是對生物反應器內全部的泥水混合物進行不斷循環超聲的處理模式，每隔31min就將反應器內的全部內容物循環超聲一遍，其經濟分析表明這種超聲波強化活性的方法是不合算的，不適用于污水處理行業（Schlafer et al.，2002）。
在本節實驗中，對改進的具備脫氮除磷能力的（AO）2 SBR反應器，采用0.2W／cm2的超聲強度每隔12h對反應器中一定比例的活性污泥超聲10min，結果發現，當PIS為2／18時獲得了最佳的COD去除效果，出水COD比對照平均下降了37％，與第2章超聲波強化常規SBR降解有機物的實驗結果基本一致。PIS過低時，超聲波不能對反應器中的污泥造成足夠的強化刺激，而比例過高會使微生物受到重復超聲輻照的幾率增加，經過重復超聲輻照處理的微生物活性下降甚至死亡，整體污泥活性也隨之下降，COD去除率迅速降低。
而對于生物除磷反應，超聲波的強化作用尤為明顯，2／18～5／18的PIS均可以顯著增加超聲波SBR反應器中聚磷菌在厭氧反應階段的釋磷量。分析原因可能是超聲波空化作用產生的高壓沖擊以及剪切流使細胞膜透性增加，從而更加有利于釋磷；當PIS僅為1／18時，就已經開始對過量吸磷產生了強化效應，這說明聚磷菌的吸磷過程對超聲波的作用更加敏感。研究表明，超聲波對不同的微生物的作用效果不同，可能與微生物自身新陳代謝的速率有關（Pitt and Ross，2003）。另外，一些專家也認為超聲輻照可能只是強化了細胞內新陳代謝過程中的某些步驟，而對其他步驟沒有作用甚至反而會產生抑制作用（Schlafer et al.，2000）。2／18和3／18的PIS均可以使得出水TP比對照平均降低約40％，當PIS≥4／18時，超聲反應器的TP去除率下降至與對照相當，即較大范圍的PIS均對聚磷菌有強化作用，并且聚磷菌對重復超聲有一定耐受作用，可能實驗中采用的超聲波劑量對聚磷菌細胞內的新陳代謝步驟主要起促進作用，抑制作用不明顯。Dalla—Bona等（2008）研究證明超聲波對成牙骨質細胞的新陳代謝有強化作用，可以促進鈣物質合成和堿性磷酸酶的轉錄。目前已知，磷酸酶是與除磷過程有關的酶之一，它可以催化聚磷酸鹽終端磷的水解，因此，超聲波對酶活性的強化可能是強化除磷的原因之一。另外，Lu等（2009）研究發現，低強度脈沖超聲波可以顯著促進與ATP相關的3個基因的表達。ATP是許多生化反應的初級能源，參與了生命化學過程中幾乎每一個反應，因此，這可能是超聲波強化生物活性的機制之一，而ATP在PAO釋磷和過量吸磷過程中尤為重要，這可能也是超聲波對生物除磷的強化效果顯著的內在原因。