本文分别设计了使用介质阻挡放电等离子体、射频放电等离子体强化处理污泥减量及去除污泥中重金属的装置,并考察了处理时的整体效果,包括温度、p H、化学需氧量、混合液悬浮固体、混合液挥发性悬浮固体浓度含量,以及污泥中几种常见重金属元素的变化,最后提出了改进方案,初步探讨了反应机理。本论文主要包括五章。第一章主要介绍了目前国内外低温等离子体技术的研究进展,详细说明几种低温等离子体技术在原理及应用方面的特点。简单说明了剩余污泥的产生方式及危害,以及目前国内外处理剩余污泥的常规手段及遇到的问题。第二章介绍了使用射频放电等离子体强化处理污泥减量及重金属去除的研究。在装置设计的过程中,研究了射频等离子体放电时产生的重要活性物质过氧化氢的含量及影响因素,利用发射光谱诊断及电流电压曲线来描述放电装置基本特征。处理剩余污泥时,利用离子色谱和顶空气相色谱分析检测放电过程的中间产物。利用标准方法检测化学需氧量、可生化性、可挥发性有机物。结果表明,经120min射频放电处理过后的活性污泥化学需氧量降低60%,可生化性大幅提高(BOD5/COD,0.16→0.62),混合液悬浮固体浓度降低70%、混合液挥发性悬浮固体浓度含量降低83%。第三章主要介绍了介质阻挡放电等离子体强化处理污泥减量及重金属去除的研究。在放电装置的设计过程中,利用发射光谱诊断及电流电压曲线来描述放电装置基本特征,研究放电稳定性。处理剩余污泥时,利用离子色谱和顶空气相色谱分析检测放电过程的中间产物。介质阻挡放电处理污泥时效果良好,实验结果表明:处理后的污泥悬浮固体浓度下降71%、发性悬浮固体浓度下降90%,总化学需氧量下降40%、可生化性大幅提高(BOD5/COD提高至300%)。此外,进行了介质阻挡放电处理污泥放大反应器实验,并给出了另外两套放电装置的设计方案。以及对比了两种放电等离子体装置去除污泥中重金属时的效果对比以及能耗分析。使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定放电过程中的部分典型重金属含量的变化。使用BCR连续提取法结合电感耦合等离子体发射光谱仪研究了介质阻挡放电过后污泥中重金属形态的变化。最后,对两种放电方式去除污泥重金属时的经济效益作出了计算。