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随着城市污水处理厂不断建设,污泥的产量急剧增加。污水处理厂经过机械脱水后的污泥含水率为80%左右,仍不能满足后续的处理处置要求,而污泥中含有丰富的氮、磷、钾及有机质等营养物质,如果不能合理利用,将会造成资源浪费,而污泥中的重金属是限制其土地利用的主要原因之一。本文在电渗透脱水的基础上采取柠檬酸酸化和间断供电这两种手段,强化污泥中的重金属分离,即同时实现污泥脱水与重金属去除。试验主要研究未酸化连续供电、酸化后连续供电、酸化后间断供电这三种工况下的电流变化、电脱水效果、重金属去除效果、重金属形态变化,并进行能耗计算。对电流和脱水效果的分析表明:柠檬酸酸化和间断供电可提高电流和脱水率,低电压梯度(30V/cm,40V/cm)下,电流和脱水率随着酸化浓度的升高而升高,但在电压梯度为50V/cm时,过高的酸化浓度导致电流下降过快,反而不利于水分的脱除。在操作条件为间断供电,电压梯度为50V/cm,酸化浓度为0.2mol/L下,污泥的最大脱水率为68.90%,此时终止含水率为49.2%。对重金属的去除率分析表明:在未使用酸化等强化手段的条件下,对重金属有一定的去除效果,Cu,Cr,Cd,Zn,Pb的去除率分别为10.22%,16.0%,12.7%,10.7%,18.2%。在使用柠檬酸酸化后,可大幅提高重金属的去除率,但存在最佳操作条件:Cu,Cd,Zn的最佳去除条件为电压梯度40V/cm,间断供电,酸化浓度0.4-0.6mol/L,去除率分别为39.65%,42.36%,22.09%;Cr和Pb的最佳去除条件为电压梯度50V/cm,连续供电,酸化浓度0.2-0.4mol/L,去除率分别为39.53%和48.46%。对重金属形态分析表明:在原始污泥中,Cd和Cr不稳定态(酸溶态/可交换态和可还原态)所占比例最高,达72.3%和62.4%,其次是Pb,不稳定态比例占50.5%,而Cu和Zn不稳定态比例极低,稳定态(可氧化态和残渣态)比例高达88%和91.1%。采取酸化与间断供电后,可提高不稳定态比例、降低残渣态的比例。但酸化浓度和电压梯度有一定限制,两者都不宜过高。对实验进行能耗分析结果表明,电压梯度和酸化浓度共同决定能耗高低,最大脱水率情况下,能耗为218kWh/t湿污泥。