【摘 要】
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污水处理厂副产物剩余活性污泥的产生量逐年增加。剩余活性污泥含水率高,脱水难度大,是制约污泥处理处置的瓶颈环节如何高效便捷地降低污泥含水率至关重要。近年来,用于改善污泥脱水性能的高级氧化技术得到迅速发展,如通过向污泥中加入氧化剂产生高活性自由基,高效溶解污泥菌胶团、释放污泥中水分。臭氧氧化技术是一种较为成熟的污/废水深度氧化技术,但作用于污泥时会导致污泥脱水性能恶化。基于此,本文研究非均相和均相臭氧
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污水处理厂副产物剩余活性污泥的产生量逐年增加。剩余活性污泥含水率高,脱水难度大,是制约污泥处理处置的瓶颈环节如何高效便捷地降低污泥含水率至关重要。近年来,用于改善污泥脱水性能的高级氧化技术得到迅速发展,如通过向污泥中加入氧化剂产生高活性自由基,高效溶解污泥菌胶团、释放污泥中水分。臭氧氧化技术是一种较为成熟的污/废水深度氧化技术,但作用于污泥时会导致污泥脱水性能恶化。基于此,本文研究非均相和均相臭氧催化氧化技术对污泥脱水性能的影响,表征毛细吸水时间（Capillary Suction Time,简称CST）和泥饼含固率等参数,探讨催化剂类型、投加量、臭氧浓度、污泥含固率等对污泥脱水性能的影响,初步建立用于改善污泥脱水性能的臭氧催化氧化技术。采用FeOOH、Fe2O3、TiO2、MnO2、Al2O3粉、Al2O3球、果壳活性炭、椰壳活性炭、粉质炭、煤质炭、铜丝等11种非均相催化剂开展污泥的非均相臭氧催化氧化处理。在探索试验中发现,在含固率为3%,FeOOH、Fe2O3、TiO2、MnO2、Al2O3球、椰壳活性炭、粉质炭、铜丝用于污泥非均相臭氧催化氧化时,污泥脱水性能在反应过程中呈先略微改善后迅速恶化;投加果壳活性炭的污泥,其脱水性能在反应过程中呈先恶化后略有改善之后迅速恶化;投加Al2O3粉的污泥,其脱水性能在反应过程中不断恶化;投加煤质炭的污泥,其脱水性能在反应过程中略有改善。但是后续试验中发现,投加FeOOH的污泥在低含固率下脱水效果有一定的改善。后续对FeOOH和臭氧联合对污泥脱水性能的影响进行研究,研究发现在污泥含固率为0.5%时投加300 mg·g-1DS FeOOH,同时通入37.95 mg·L-1臭氧（入口浓度）,污泥的CST下降最快且CST值最小。但在进行FeOOH投加量的优化试验中发现FeOOH催化臭氧氧化对污泥脱水性能有一定的改善作用,但改善效果有限。对Fe2（SO4）3、Ce2（SO4）3、CoSO4这三种均相催化剂进行筛选。结果表明,投加Fe2（SO4）3、Ce2（SO4）3的污泥,其脱水性能表现为初始阶段改善后期恶化;而CoSO4在污泥臭氧催化氧化在这一过程中起到了一定的催化作用,其脱水性能得到较大的改善,CST较初始值减少了79.15%。在后续对CoSO4投加量、臭氧浓度、含固率的优化试验中发现,污泥含固率为3%,CoSO4投加量为10 mg·g-1DS,入口臭氧浓度为22.52 mg·L-1时,CoSO4均相臭氧催化氧化对污泥脱水效果有明显改善,污泥的CST在反应60 min处降至17.8 s。同时通过泥饼含固率结果发现,在该最优条件下,脱水泥饼的含固率为24.14%,说明臭氧催化氧化对污泥脱水效果有明显改善。CoSO4均相臭氧催化氧化显著改善了污泥脱水性能,具有较好的应用前景。
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