超声波联合ZVI-H2O2提高污泥水可生化性的影响机制研究

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剩余污泥是污水处理的副产物,富集了大量的有机污染物、重金属、营养元素等,具有“污染”和“资源”的属性。对污泥进行资源化利用是当前研究的热点问题,但对污泥处理过程中产生的废水——污泥水,尚未有大量研究。本文围绕提高污泥水可生化性对其进行资源化利用的目的,主要以污泥浓缩上清液为研究对象,采用在处理难降解废水方面卓有成效的高级氧化工艺,开展提高污泥浓缩上清液可生化性的研究,提出超声波联合ZVI(零价铁)-H2O2的技术手段,并获得该方法处理污泥上清液的最佳条件,揭示上清液可生化性改善的机制,为普通污泥浓缩上清液的资源化利用提供了新思路,具体结论如下:(1)通过对三个不同工艺污水厂产生的污泥水(污泥浓缩上清液和脱水滤液)进行水质监测发现,污泥浓缩上清液中依然含有较高的COD,成分复杂,里面包含多种以类殖质为代表的难降解物质,导致可生化性能极差,而脱水滤液由于本身COD不高,从而B/C相对较高,可生化性相对较好。(2)超声波联合ZVI-H2O2的高级氧化工艺对提高污泥浓缩上清液的可生化性具有一定的效果。综合考虑B/C、水质变化情况和超声波能量消耗等方面,在实验范围内污泥上清液可生化性的提高的最优条件为:H2O2投加量0.5 m L/L,ZVI投加量0.15 g/L,超声功率450 W,超声反应时间40 min,在此条件下,污泥上清液的B/C值可由0.15提升至0.28。(3)超声波联合ZVI-H2O2对污泥上清液可生化性改善的机制,主要包括ZVI的还原作用及·OH的强氧化作用,采用超声波和ZVI有利于保证体系中不断产生H2O2和Fe2+,提高反应活性,促进·OH的产生速率。在这些共同作用下,污泥浓缩上清液中腐殖质类难降解物质被分解,分子量减小,生成更多可被微生物利用的简单物质,从而提高了污泥上清液的B/C值,可生化性有所改善。
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