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为了实现城市污泥减量化、稳定化、无害化和资源化,国内外相继研发了多种污泥处理处置工艺,如厌氧消化、机械脱水、干化焚烧等,但现有的处理处置工艺普遍存在耗能高、效率低、易产生二次污染等不足。因此,开发高效低耗、绿色环保并且可操作性强的污泥处理处置工艺非常重要。本文以城市污水处理厂剩余活性污泥为研究对象,采用γ-射线结合酸/碱预处理对剩余污泥进行辐照处理,重点研究不同辐照条件对污泥性状的影响。主要包括pH、碱度、氧化还原电位(ORP)、沉降-浓缩性、脱水性、总固体(TS)、挥发性固体(VS)、总悬浮固体(TSS)和挥发性悬浮固体(VSS)和胞外聚合物(EPS)等指标。得到以下主要结论:在吸收剂量0~15kGy范围内,经过60Co γ-射线辐照处理的污泥,pH值无明显变化,为7.5左右,不会对污泥的后续处置带来不利影响;而碱度有明显增加,当辐照剂量为6kGy时,碱度由初始的145.67mg/L增加到223.44mg/L,碱度的增加提高了污泥在后续处置中的抗酸冲击能力;ORP总体变化不大,保持在-30mV~-21mV,辐照前后污泥总体上均呈现还原性。污泥的沉降-浓缩性得到明显改善,表现为初沉速度加快、SV减小,压缩比增加,并且辐照剂量越大效果越好。经过15kGy辐照后,污泥的初沉速度由0.5156cm·min-1提高到1.4136cm·min-1,提高率为174.17%,SV由最初的44降低到31,压缩比则由2.27提高到3.22。TS、VS、TSS和VSS均随辐照剂量的增加而减少,VSS的降低尤为明显,由辐照前的1730mg·L-1降低到880mg·L-1。离心沉降试验表明,污泥的脱水速率和脱水程度与辐照剂量存在正相关,随着辐照剂量的加大,污泥脱水性得到改善。UV-vis光谱和SEM图分析表明,经过γ-射线辐照处理后的污泥絮体结构和生物细胞遭到显著破坏,EPS和细胞内含物的流出增加了污泥中可溶性有机组分的含量,提高了污泥的可生化性,同时细胞壁(膜)的破坏可以释放更多的结合水,从而提高污泥脱水性;并且碱预处理和辐照处理存在协同效应,即辐射溶解的效率随着污泥pH值增大而提高,而强酸条件则不利于污泥辐射溶解。FTIR光谱分析表明,辐照条件可以改变污泥中可提取EPS的主要功能基团,如蛋白质和多聚糖基团等,使污泥朝着有利于处理处置的方向变化。采用γ-射线辐照法处理剩余污泥可以起到很好的污泥破解和调理作用,有利于污泥的减量、稳定和后续处理处置。