随着我国经济的发展和城镇化进程的加快，污水处理厂的数量与规模逐步扩大。剩余污泥作为污水处理的副产物，其产量随之迅速上升。
据统计，我国剩余污泥产量在 2019 年已突破 6 000万t（以含水率80%计），估计2025年将达到9 000万 t。剩余污泥通常含有多种有毒物质，包括重金属、病原体和有机物等，如果不经过恰当的处理，不仅容易滋生细菌，产生腐臭味，给人们的生活带来不便，而且会对土壤、大气等生态环境造成不利影响。
因此，对剩余污泥进行有效的处理处置至关重要。污泥脱水是剩余污泥最终处置前必不可少的环节，也是实现污泥减量的方式之一。寻找经济有效的污泥脱水技术已经成为目前污泥处理处置研究领域的焦点。
本研究采用污水处理厂含碳污泥和给水厂含铁污泥混合热解制备铁基污泥炭，并将其作为过二硫酸盐（PDS）的活化剂用于调理剩余污泥脱水。
1 铁基污泥炭的制备
将粉碎、研磨、过100目筛后的给水厂含铁污泥与污水厂脱水污泥以质量比 3∶1 混合，取一定量混合后的污泥投入去胱铀校涟�2 h使其混合均匀 ，离心过滤后将固体物质放入烘箱于105 ℃烘2 h，得到混合污泥（Mixed sludge，MS）。将MS粉碎研磨，过100目筛后放入磁舟，将磁舟放至管式炉，封闭后通15 min氮气（气体流速200 mL/min）以排出炉腔内的空气，之后将气体流速调至100 mL/min，开启管式炉加热程序，在 5 ℃/min 的速率下升温至800 ℃热解1 h后，冷却至室温，得到含有Fe3O4、Fe0、Fe2O3和FeO的铁 基污泥炭材料（Iron-Sludge biochar，Iron-SBC）。
2 实验方法
取供试剩余污泥置于锥形瓶中，调节剩余污泥初始pH后，将锥形瓶置于恒温水浴锅中调至一定温度，投加不同质量的PDS和Iron-SBC，搅拌下反应不同时间。反应结束后，测定剩余污泥CST、SRF和泥饼含水率（Moisture content，Wc）3个指标，依次分析PDS投加量、Iron-SBC投加量、反应时间、反应温度以及污泥初始pH对污泥脱水性能的影响，并对污泥脱水机理进行分析。
3 实验结果
采用Iron-SBC/PDS调理剩余污泥的最佳条件为PDS投加量150 mg/g、Iron-SBC投加量350 mg/g、反应时间20 min、反应温度65 ℃、污泥初始pH 6.68，此时CST、SRF和Wc分别由原泥的19.1 s、14.9×1012 m/kg和85.1%下降到8.4 s、5.4×1012 m/kg和73.5%。
Iron-SBC/PDS体系调理剩余污泥过程中发生了氧化反应，原本紧密平整的污泥絮体变为具有孔隙的小颗粒状，其中的结合水得到释放；同时，EPS被破解，污泥中高亲水性的TB-EPS向LB-EPS和S-EPS转化，对污泥脱水不利的蛋白质被氧化降解；TB-EPS的减少和Fe3+的存在使Zeta电位上升；Iron-SBC的加入使污泥饼可压缩系数减小；体系中产生的Fe3+具有絮凝作用，使污泥分形维数变大，脱水性能提高。
录入:2024/5/8 9:19:15 点击:400