论文部分内容阅读
活性污泥法是城市污水处理应用最广泛的生物处理技术，但会产生大量的剩余污泥，同时其外运、填埋和堆放问题引起了社会广泛关注。本论文针对污泥调理脱水，研究了磁场/电场/微波-硫酸根自由基氧化调理体系的组合方式、工艺参数及效果性能;研究了氧化调理-水平电场脱水体系的工艺体系及过程机制，通过差热扫描量热分析法(DSC)以确定污泥中自由水和束缚水分布的变化情况。此外，采用三维荧光光谱(EEMs)和高效排阻色谱(HPSEC)探讨污泥中典型有机组分变化，结果如下: 采用氧化调理时，零价铁(ZVI)和过硫酸盐(PS)的投加量分别为0.35g/gDS和0.15g/g DS，调理时间为30min，污泥毛细吸水时间(CST)下降率可达45％。在氧化调理后，活性污泥中的胞外聚合物(EPS)和微生物细胞破解。在磁场/电场/微波-氧化调理中，磁场、电场的辅助效果较弱;而在微波-氧化调理中，微波加热污泥温度至56℃时污泥脱水性能最佳、调理剂投加量降低至90％(ZVI(0.31g/gDS)、PS(0.13g/gDS))、zeta电位和电导率均有所升高。可见，微波作用强化了ZVI/PS氧化调理的传质与反应，提升了污泥的脱水性能，使得CST值最终下降了59.14％。 在氧化调理-水平电场脱水工艺(ZVI/PS-HED)中，经过30min氧化调理和2h水平电场脱水(40V)后，污泥中自由水和束缚水的脱除率分别为96.4％和79.7％，污泥含水率由98.62％降至83.67％。氧化调理阶段中，硫酸根自由基氧化导致一部分结合水转化为自由水，污泥中Fe2+氧化成Fe3+的混凝作用抵消了污泥絮体的氧化破解，有利于电渗脱水通道的形成。此外，由于氧化降解，液相和固相中的蛋白质和多糖含量降低，且整个工艺对污泥黏液层EPS(slime)影响显著，其EPS含量的降低有利于提升污泥脱水性能。