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造纸污泥成分复杂和含水率高,污泥脱水是实现造纸污泥减量化要求的必要环节。深入理解造纸污泥特性和合理地选择深度脱水技术有利于实现污泥的减量化和资源化发展的战略目标,对国家的可持续发展战略来说意义重大。本论文以模拟造纸混合污泥为研究对象,研究纤维和活化过硫酸盐(PDS)对造纸污泥脱水的影响机理。首先,以模拟造纸混合污泥(纤维和市政活性污泥配制而成)为研究对象,研究纤维性质(含量、平均长度、帚化程度和种类等)对模拟造纸混合污泥脱水性能(SRF和压缩性等)的影响,结合纤维-污泥黏附情况、滤饼渗透率和SEM图像等分析,揭示纤维对污泥脱水的影响机制。结果表明:纤维可以改善混合污泥脱水性能,纤维含量越高,污泥脱水性能越好。总体上当纤维平均长度≥0.303 mm时,纤维越短滤水性能越好,而对于细小纤维(0.189 mm)而言,混合污泥的滤水性能会有所恶化。化学机械浆(PRC-APMP)比化学浆(HBKP)更有效促进污泥脱水。纤维性质(包括纤维含量、平均长度、帚化程度和种类)对污泥滤饼的压缩性几乎没有影响。纤维对混合污泥的脱水性能的影响机制可以从纤维与污泥颗粒的黏附作用和所形成的絮体(纤维-污泥颗粒聚集体)尺寸与渗透率之间内在联系进行解释。其次,采用热活化的方式研究硫酸自由基对胞外多聚物(EPS)中多糖模型物(葡萄糖和葡聚糖)和蛋白质模型物(牛血清白蛋白,BSA)的氧化降解动力学行为。结果表明:当PDS过量时,热活化PDS氧化降解葡萄糖和BSA或者两者混合体系在有/无纤维情况下都遵循准一级反应动力学模型,准一级反应速率常数kobs随着PDS浓度增大而增大。当PDS初始浓度相同时,蛋白质模型物(BSA)的降解速率远大于多糖模型物(葡萄糖和葡聚糖)的降解速率。在热活化PDS降解葡萄糖/BSA混合体系中,相同PDS初始浓度条件下,纤维的存在对葡萄糖或BSA的准一级反应速率常数略有所提高,但影响程度不大。最后,采用亚铁活化过硫酸盐技术强化污泥脱水,分析活性污泥和混合污泥的Zeta电位、絮体尺寸和不同形态EPS中多糖(PS)和蛋白质(PN)的变化规律,从反应动力学的角度出发剖析活化过硫酸盐技术强化污泥脱水的机理。结果表明:采用Fe(Ⅱ)活化PDS对活性污泥或混合污泥进行预处理(固定PDS:Fe(Ⅱ)=0.8),当PDS用量较低时(如0.16 mmol/g VSS),活性污泥和混合污泥的滤水性能会恶化,当PDS用量较高时(如>0.4 mmol/g VSS),污泥的滤水性能将得到明显改善。Fe(Ⅱ)活化PDS对污泥的滤水性能的影响与污泥的Zeta电位、污泥絮体尺寸和PS/PN变化(特别是TB-EPS中PN和S-EPS中PS)有关,其影响机制可以从硫酸自由基对EPS氧化降解作用和Fe(Ⅲ)对污泥颗粒的絮凝作用进行解释。