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随着工业废水和生活污水的大量排放,使污水处理过程不可避免地产生了大量污泥。此外,部分污水的直接排放使其中污染物逐渐富集于河道底泥,而目前解决河道污染底泥最有效手段是环保疏浚,但该举措的广泛应用产生了大量疏浚底泥。污泥和疏浚底泥中不仅含有毒物质,而且其体积大、含水率高、脱水性差,若不予以正确处理与处置,将对环境造成二次污染。因此,开发高效环保的污泥和疏浚底泥脱水减量技术刻不容缓。基于此,本文主要研究了一系列羟基自由基氧化和铁盐重絮凝调理技术对污泥脱水性能影响并探索了相关机理;此外,本文选取了其中具有代表性的技术应用于疏浚底泥调理脱水并阐明了内在机制。（1）本文首先探究了过氧化氢/零价铁调理促进污泥脱水机理,实验结果表明,在0.6 g/g TSS零价铁和0.08 g/g TSS过氧化氢调理下,污泥的毛细吸水时间、比阻和过滤时间分别是对照的50.7%、41.4%和54.4%。在此条件下,泥饼含水率由对照组的91.3%±0.5%下降到68.6%±1.3%。机理探讨表明,过氧化氢/零价铁调理过程中,羟基自由基与Fe（II）/Fe（III）的作用是提高脱水的主要原因。羟基自由基降低了胞外聚合物质（EPS）中的多糖、蛋白质和腐殖酸,通过释放乳酸脱氢酶和n-乙酰葡糖胺引起了细胞壁和细胞膜损伤,进而促进胞内物质的减少,从而使胞外物质/细胞内物质中的水分解除束缚。此外,羟基自由基引起了细胞裂解并促进了大孔的形成,改变了胞外/胞内蛋白的构象结构,增强了胞外/胞内蛋白的疏水性,促进了解束缚水分排出和污泥絮凝。同时,Fe（II）/Fe（III）有利于改性污泥颗粒的聚集。（2）为解决过氧化氢/零价铁调理技术中液态过氧化氢不稳定且运输难的弊端,本文继续开发了亚铁催化过碳酸钠调理污泥脱水技术并解析了潜在机理。结果表明,20 mg/g TSS亚铁和50 mg/g TSS过碳酸钠处理1 h后,压滤后滤饼的含水量仅为55.6%±1.4%,比对照降低了35.6%。机理研究表明,亚铁催化过碳酸钠过程中产生的4种中间体或产物（即羟基自由基、过氧化氢、亚铁和三价铁）是提污泥脱水性能的主要因素,其中羟基自由基和三价铁是提高污泥脱水性能的主要因素。羟基自由基破坏了胞外聚合物,损害了细胞壁,使细胞质膜渗透化,其通过影响半胱氨酸残基中维持α-螺旋和二硫键的氢键,改变了蛋白质二级结构构象,而亚铁的氧化产物三价铁降低了絮凝体的表面电负性和亲水表面积。结果表明,污泥结合水释放、絮凝性、表面疏水性和排水能力增强,而絮凝剂的表面致密结构、胶体力、网状强度、凝胶状结构和表观粘度减弱。此外,亚铁催化过碳酸钠工艺还降低了难降解有机物和粪便大肠菌群,促进了脱水污泥的土地利用。（3）为进一步实现催化剂回收利用以及降低大量亚铁存在时导致羟基自由基淬灭的可能性,本文进一步开发了过碳酸钠加速腐蚀零价铁污泥调理技术并解析了相关机理。结果表明,当添加0.10 g/g TSS过碳酸钠和0.20 g/g TSS零价铁时,过碳酸钠/零价铁处理组污泥饼含水率由对照组的90.5%降至69.9%。机理研究表明,过碳酸钠/零价铁调理中生成的羟基自由基和三价铁/铁聚合物提高了污泥的脱水性能。羟基自由基破坏了EPS,损伤了细胞壁和细胞膜,溶出了细胞内物质,释放了结合水。羟基自由基通过干预氢键和二硫键,调整了细胞外/细胞内蛋白的构象,羟基自由基进一步促进了污泥残余底物中α螺旋向β片状的转化,有利于细胞间的聚集。此外,来自零价铁腐蚀产生的三价铁/铁聚合物加速了污泥聚集,并保持其絮凝结构。因此,过碳酸钠加速零价铁调理不仅调节了污泥表观性质及其EPS特征,还转化了残余底物的特性,增加了可排水的水量并促进了其排放,但削弱了过滤下的流动和压榨阻力。（4）经过上述研究,作者探索了一系列基于羟基自由基氧化和铁盐重絮凝污泥调理技术。鉴于环保疏浚过程中产生大量疏浚底泥亟待处理等问题,本文继而将上述技术中一种具有良好前景的亚铁催化过碳酸钠技术,推广应用于疏浚底泥调理以实现快速脱水减量。本文主要从过滤可行性、操作机理、技术强化到潜在意义方面,探索了亚铁催化过碳酸钠调理疏浚底泥的固液分离的影响。16 mg/TSS的亚铁和60 mg/TSS的过碳酸钠调理使疏浚底泥固体含量由25.7%提高到55.7%。在亚铁催化过碳酸钠系统中,羟基自由基和三价铁及其水解聚合物是改善的固液分离的主要原因。具体来说,羟基自由基入侵导致EPS层随着EPS中生化组分的破坏而逐渐破损,并导致了疏浚底泥结合水、吸湿性、表面能和表观粘性的降低。在羟基作用下,随着β折叠和随机卷曲占比增加和α螺旋占比减少,细胞外/细胞内蛋白构型可能发生重新排列。这种构象状态有利于蛋白质呈疏松趋势,使得疏浚底泥疏水性升高,游离水分逃逸,细胞间聚集,但表面能下降。同时,由于三价铁及其水解聚合物促进了静电斥力的释放和双电层的挤压,疏浚底泥的聚集能力得到加强。此外,聚集的疏浚底泥可以通过三价铁与羧基和羟基结合得以维持。此外,氧化钙强化了亚铁催化过碳酸钠调理疏浚底泥的过滤速度和过滤程度。