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随着经济社会的发展,污水排放量不断增加,其副产物—剩余污泥的产量也迅速增加。传统的污泥处理与处置方法在经济和环境方面均存在问题,污泥减量技术应运而生,其中臭氧污泥减量化技术已成为研究热点。本课题研究了利用铁离子作为催化剂活性组分,制备过程中创新性地将含铁化合物溶解于PAN溶液中,采用静电纺织得到铁负载的改性纤维催化剂,并将它首次应用到臭氧氧化污泥减量化系统中,还初步探索建立了臭氧氧化—好氧生物处理污泥减量化循环系统。研究采用静电纺丝技术制备PAN纳米纤维,选取铁为改性纤维催化剂活性组分,制备出含铁量为3%和6%的纳米纤维。改性纤维催化剂制备的优化工艺为:预氧化温度265℃(升温速率为2℃/min);之后通入氮气保护,从265℃起以8℃/min的速率升温到800℃炭化。对该改性纤维的SEM分析显示,纤维表面粗糙,直径增大到500~700nm。XPS分析表明,纳米纤维经过预氧化炭化后,部分的二价铁被氧化成三价铁,形成了新的化合物,包括FeOOH、Fe2(SO4)3、Fe2O3、FeO、FeS等形态。将铁改性的纤维催化剂应用于臭氧氧化污泥减量系统中,臭氧进气浓度为6.5mg/L,流量为7L/min,铁改性纤维催化剂对不同浓度活性污泥和模型化合物苯酚均表现出明显催化效果;且含铁量提高,催化效果提高。对初始CODcr为2000mg/L的污泥作用40min,含铁量为6%的改性纤维催化剂CODcr去除率可达82.3%,比未投加催化剂时高出2.3%。对气相臭氧浓度的测定表明,反应前二十分钟出气臭氧浓度接近于零,臭氧的利用率较高,有机物得到迅速降解,之后系统中臭氧过量,气相臭氧浓度迅速增大。将催化臭氧氧化后的污泥回流到好氧曝气系统中,建立臭氧氧化—好氧生物处理污泥减量化循环系统。结果表明臭氧化污泥的投加对SCOD的去除率和NH3-N的去除率影响较小;但该污泥减量化系统对N、P并没有显著去除作用。