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污泥是城市污水处理的重要副产物。据统计,目前我国污泥年产生量高达3000万t(以含水率80%计)。由于脱水困难,导致处置成本高。提高污泥脱水性能,已成为污泥处理的首要问题。鉴于此,本文主要研究电化学技术及其与絮凝剂、压力、超声、电解质等联合作用对污泥脱水的影响。主要研究结论包括:(1)电化学氧化参数的优化:以毛细吸水时间(CST)及泥饼含固率(DS)作为污泥脱水性能指标。采用L9(34)正交试验法对电压、极板间距、处理时间、插入深度等4个因素进行优化研究。结果表明,4个因素对污泥脱水性能影响大小顺序为:电压>极板间距>处理时间>插入深度。最优条件为电压20V,极板间距2cm,处理时间20min,插入深度6cm,与原污泥相比,此时污泥CST下降19.6%,DS上升5.85%。(2)电渗透参数的优化:以泥饼含固率作为衡量污泥脱水效果的指标,采用响应面法进行污泥电渗透脱水工艺参数的优化研究。结果表明,最佳反应条件为初始污泥含固率为8.58%,初始电压梯度为20.88V/cm,初始污泥厚度为2.25cm,此条件下得到的污泥含固率为48.82%(预测值为48.45%)。实验值与预测值的相对偏差为0.76%。方差分析结果表明,回归模型达到显著水平,在研究区域(初始污泥含固率:5%-10%、初始电压梯度12-30V/cm、初始污泥厚度:1cm-2.5cm)内拟合较好,与实验结果吻合度较高。(3)研究电场作用耦合不同技术对污泥脱水的影响。结果表明:①不同电解质(NaCl、CaCl2、Na2SO4、NaHCO3),对污泥脱水时性能的影响。结果表明:实验发现适量投加可以增加污泥的电导率,提高污泥的脱水效果;过量的添加将会减少污泥的脱水效果。几种不同的电解质中,添加NaCl、CaCl2的效果优于添加Na2SO4和NaHCO3。电解质NaCl和CaCl2相比,选择CaCl2的效果较好。②不同压力(10Kpa、20Kpa、30Kpa、40Kpa)对污泥脱水性能的影响。结果表明:添加压力可以提高污泥的脱水性能,10Kpa、20Kpa、30Kpa、40Kpa条件下,污泥的脱水性能分别提高了27.4%、35.0%、46.8%、38.6%。因此,施加的压力控制在30KPa。③添加不同的絮凝剂(NPAM、CPAM),。实验结果表明:添加CPAM后,污泥脱水性能最大提高了23.6%,而添加NPAM后的污泥脱水性能最大提高了20.3%。添加CPAM600/DS=0.5%、CPAM900/DS=0.3%、CPAM1200/DS=0.25%时,污泥脱水性能分别提高了23.6%、21.4%、19.8%。④利用超声的空化作用研究其对污泥脱水性能的影响。结果表明:超声可以破碎污泥颗粒,释放污泥内部的水分。超声强度为12W、24W、36W、48W,污泥的脱水性能分别提高了6.4%、11.9%、14.6%、9.8%。(4)利用TIESSER法研究电渗透处理污泥脱水过程中重金属形态变化。实验结果表明,①经过电渗透处理后,污泥中重金属含量降低,Zn、Cu、Pb的去除率分别为64.35%、57.61%、43.03%。②电渗透处理使污泥中重金属形态发生变化,由稳定态的有机结合态和残渣态向不稳定的水溶态、碳酸盐结合态以及Fe/O结合态态转化。Zn在污泥中主要以不稳定态水溶态、碳酸盐结合态、Fe/O结合态存在,其迁移性较强,Cu和Pb在污泥中主要以稳定态有机结合态、残渣态存在,迁移性较差。