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市政污泥是城市污废水处理中的必然副产物,它的主要特点是含水率高、脱水困难、产量大、处理费用高;其次是微生物、病原体等含量高,易污染食物链;同时污泥易变质发臭,污染环境。污泥的处理与处置成为了污水处理中的重难点。因此对污泥进行脱水减量,减轻对环境的危害急不可待。当前污泥处理的方法主要包括物理法、化学法、生物法及联合法等,而这些方法分别存在能耗高、易造成二次污染、稳定性差等缺点。近年来,电化学氧化法因其具有高效低耗、反应条件温和、操作简单易控等特点,已被应用于污泥预处理研究中。本研究首先单独采用导电性好、化学稳定性强、析氧电位高的钛/二氧化铅电极(Ti/PbO2)进行污泥预处理实验,以毛细吸水时间(CST)和滤饼含水率为指标来衡量污泥脱水性能,分别考察电解电压、极板间距、电解质种类以及电解质投加量等因素的作用,并通过测定污泥上清液中蛋白质、多聚糖浓度变化及原子力显微镜(AFM)观察电解前后污泥微观形态,解析污泥破解氧化机理。结果表明,150 mL污泥在电压20 V,极板间距2 cm,电解质0.6 g NaCl,电解20min时,其毛细吸水时间降低率达90±3%,滤饼含水率降至49±3%,污泥脱水性能得到改善。随后采用Ti/PbO2-H2O2联合法处理市政污泥,对双氧水投加量、电解电压、电解质氯化钠投加量以及搅拌速率等因素进行优化,考察Ti/PbO2-H2O2联合法对污泥毛细吸水时间(CST)、泥饼含水率、污泥沉降比、上清液蛋白质和多聚糖浓度的影响,并结合扫描电子显微镜(SEM)观察污泥形貌变化。结果表明,150m L污泥在双氧水投加量为1.0 mL、电压为20 V、电解质为0.6 g Na Cl、搅拌速率为100 r/min条件下,电解20 min效果最佳,污泥CST下降率在90%以上,污泥滤饼含水率达40%以下,污泥沉降比达30%以下;上清液蛋白质、多聚糖浓度变化及污泥SEM图表明污泥胞外聚合物(EPS)和微生物细胞得到有效破解,释放有机质和结合水,污泥脱水性能显著提高。此外,通过优选臭氧流量、电压和电解质NaCl投加量,以污泥CST、滤饼含水率、污泥沉降比等作为污泥脱水性能的指标,研究了Ti/PbO2-O3联合氧化法对污泥脱水性能的影响,同时以上清液蛋白质、多聚糖浓度变化及显微镜观察污泥絮体结构,对该联合法的脱水机理进行了探讨。结果显示,最优处理条件为臭氧流量100 m L/min、电压20 V、NaCl投加量0.6 g,在电解20 min时,污泥CST下降至10±2 s,滤饼含水率降至35±2%,污泥沉降比达30%以下,实现了污泥的有效脱水。