在污泥电渗透脱水过程中,阳极附近的污泥快速干化,电阻迅速增大,从而抑制了污泥电渗透脱水的效果。并且,由于水的电解导致阳极附近累积大量H+离子,使其pH下降,Zeta电位也随之下降,阻碍了阳极附近的电渗流动。为了改善上述情况,本研究利用CaO对近阳极污泥进行改性,提高其电导率和pH,以此增强污泥整体电渗透脱水的性能。并分析了 CaO投加量和改性污泥厚度对污泥电渗透的脱水效率、减量化效果、经济效益等方面的影响,从而确定最佳的CaO投加量和改性污泥厚度。在这个基础上,进一步探究了恒电压和恒电流两种电控模式对污泥电渗透脱水性能的影响,从而实现对试验的优化。本研究的主要结论如下:(1)添加上层原污泥质量3%～5%的CaO进行近阳极污泥改性时,污泥电渗透脱水的滤液流速和含水率降低速率均得到提高。因此,获得目标含水率(60%)所需的时间从空白组(未添加CaO)的1060 s降至910 s～590 s。经过电渗透脱水处理,污泥最终含水率降低至54.5%～44.3%,低于空白组的57.9%。虽然添加3%～5%的CaO改性近阳极污泥能促进电渗透脱水的整体效果,但脱水能耗(ERW)从空白组的0.157 kW·h/kg H2O增加至0.233 kW·h/kg H2O～0.271 kW·h/kg H2O。综合分析,添加阳极附近原污泥质量4%的CaO是本研究中最佳的投加量。因为在该条件下具有第二小的KsiEDW(9.6 kW.h2/(kg DS)2),最佳的污泥减量化效果(67.2%),第二低的污泥最终含水率(46.2%),第二短的获得目标含水率的时间(640 s),以及适量的CaO投加量(4%)。(2)在最佳CaO投加量的条件下改性阳极附近厚度为4 mm～6 mm的污泥时,污泥电渗透脱水的滤液流速和含水率降低速率较空白组(改性污泥厚度为0 mm)的有所提高。因此,获得目标含水率所需的时间从空白组的1060 s降至880 s～620 s。经过电渗透脱水处理,污泥最终含水率降低至54.4%～46.8%,低于空白组的57.9%。尽管添加4%的CaO改性阳极附近厚度为4 mm～6 mm的污泥能促进电渗透脱水的整体效果,但脱水能耗(ERW)从空白组的 0.157 kW·h/kg H2O增加至0.212 kW·h/kg H2O～0.275 kW·h/kg H2O。综合分析,本研究中最佳的改性污泥厚度为6 mm。因为在该条件下具有最小的KsiEDW(10.3 kW.h2/(kg DS)2),最佳的污泥减量化效果(67.5%),最低的污泥最终含水率(46.8%),最短的获得目标含水率的时间(620 s)。(3)在最佳CaO投加量和改性污泥厚度的条件下,当需要得到更低的污泥最终含水率,或更快获得污泥目标含水率时,应采用恒电压模式35 V进行污泥电渗透脱水。此时,仅需420 s就能获得目标含水率,并最终将污泥的含水率降低至39.3%。当需要以更少的能耗较快地获得污泥目标含水率时,应采用恒电流模式2.0 A进行污泥电渗透脱水。此时,获得污泥目标含水率所需的时间与能耗仅为760 s和0.167 kW·h/kg H2O。