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污水处理厂产生了大量难于处理的剩余污泥,这些剩余污泥占污水处理厂总处理费用的60%。由于污泥中含有大量的养分,剩余污泥通常用于土壤肥料或作为土壤改良剂。但是污泥中含有的重金属,限制了污泥的回用。因此污泥中重金属地去除已经成为一个亟待解决的问题。本文将生物酸化与类Fenton氧化结合,用于去除污泥中的重金属。通过正交试验得出:在污泥酸化影响因素中,亚铁盐对污泥酸化速率影响最大,其次是污泥的含固率,最后为硫粉投量。污泥的最佳酸化条件为污泥含固率2%,硫粉投加量为3g/L、亚铁投量为15g/L,在此条件下,体系的pH在2.5d内由6.8下降到2.5,在此过程中寻找适合类Fenton氧化的pH。较低pH,较长氧化时间和高剂量的H2O2有利于重金属的溶出。在生物酸化与类Fenton氧化结合的条件下,研究了污泥中四种重金属Cu、Zn、Pb和Cd的存在形式以及影响去除效果的主要因素,结果表明:Zn和Cd主要是可交换态+碳酸盐态和Fe/Mn氧化态存在于污泥中,Zn和Cd去除的效果主要取决于pH的改变,Zn和Cd在生物酸化的过程中大部分已被溶出。而Cu和Pb在污泥中以稳定的硫化及有机结合态和残渣态形式存在,其去除主要是通过类Fenton氧化来实现的。经生物酸化和类Fenton氧化后,污泥中重金属Cu、Zn、Pb和Cd的含量从初始的421、1512、177、12.7 mg/kg下降到131、134、574和4.8mg/kg,已经满足了GB18918-2002城市污水处理厂剩余污泥农用的标准。为了进一步优化污泥生物酸化条件,缩短生物酸化反应周期,本文研究污泥含固率、硫粉及亚铁盐投量、污泥回流比四个因素对污泥生物酸化的影响,主要的检测指标为污泥体系的pH和ORP变化。研究结果发现,适宜的生物酸化条件为:污泥含固率为4%、硫粉和FeSO4·7H2O投量均为8g/L、污泥回流比为0.3。在优化条件下进行生物酸化试验的周期仅为1.25d,大大缩短了污泥的生物酸化周期。将处理前后污泥的悬浮固体SS、挥发性固体VSS、污泥沉降比SV相比较,发现污泥处理前后SS未发生明显变化;污泥SV由起始的70%上升到98%,污泥的自由沉降性能变差了;污泥VSS(以质量百分数表示)从起始的62.56%降低至39.34%,其去除率达37.12%,污泥的稳定性能得到大幅度的提高。