鐵基污泥炭全文導讀

隨著我國經濟的發展和城鎮化進程的加快，污水處理廠的數量與規模逐步擴大。剩余污泥作為污水處理的副產物，其產量隨之迅速上升。

據統計，我國剩余污泥產量在 2019 年已突破 6 000萬t（以含水率80%計），估計2025年將達到9 000萬 t。剩余污泥通常含有多種有毒物質，包括重金屬、病原體和有機物等，如果不經過恰當的處理，不僅容易滋生細菌，產生腐臭味，給人們的生活帶來不便，而且會對土壤、大氣等生態環境造成不利影響。

因此，對剩余污泥進行有效的處理處置至關重要。污泥脫水是剩余污泥*終處置前必不可少的環節，也是實現污泥減量的方式之一。尋找經濟有效的污泥脫水技術已經成為目前污泥處理處置研究領域的焦點。

本研究采用污水處理廠含碳污泥和給水廠含鐵污泥混合熱解制備鐵基污泥炭，并將其作為過二硫酸鹽（PDS）的活化劑用于調理剩余污泥脫水。

1 鐵基污泥炭的制備

將粉碎、研磨、過100目篩后的給水廠含鐵污泥與污水廠脫水污泥以質量比 3∶1 混合，取一定量混合后的污泥投入去胱鈾�中，綕i�2 h使其混合均勻 ，離心過濾后將固體物質放入烘箱于105 ℃烘2 h，得到混合污泥（Mixed sludge，MS）。將MS粉碎研磨，過100目篩后放入磁舟，將磁舟放至管式爐，封閉后通15 min氮氣（氣體流速200 mL/min）以排出爐腔內的空氣，之后將氣體流速調至100 mL/min，開啟管式爐加熱程序，在 5 ℃/min 的速率下升溫至800 ℃熱解1 h后，冷卻至室溫，得到含有Fe₃O₄、Fe⁰、Fe₂O₃和FeO的鐵 基污泥炭材料（Iron-Sludge biochar，Iron-SBC）。

2 實驗方法

取供試剩余污泥置于錐形瓶中，調節剩余污泥初始pH后，將錐形瓶置于恒溫水浴鍋中調至一定溫度，投加不同質量的PDS和Iron-SBC，攪拌下反應不同時間。反應結束后，測定剩余污泥CST、SRF和泥餅含水率（Moisture content，Wc）3個指標，依次分析PDS投加量、Iron-SBC投加量、反應時間、反應溫度以及污泥初始pH對污泥脫水性能的影響，并對污泥脫水機理進行分析。

3 實驗結果

采用Iron-SBC/PDS調理剩余污泥的*佳條件為PDS投加量150 mg/g、Iron-SBC投加量350 mg/g、反應時間20 min、反應溫度65 ℃、污泥初始pH 6.68，此時CST、SRF和Wc分別由原泥的19.1 s、14.9×10¹² m/kg和85.1%下降到8.4 s、5.4×10¹² m/kg和73.5%。

Iron-SBC/PDS體系調理剩余污泥過程中發生了氧化反應，原本緊密平整的污泥絮體變為具有孔隙的小顆粒狀，其中的結合水得到釋放；同時，EPS被破解，污泥中高親水性的TB-EPS向LB-EPS和S-EPS轉化，對污泥脫水不利的蛋白質被氧化降解；TB-EPS的減少和Fe³⁺的存在使Zeta電位上升；Iron-SBC的加入使污泥餅可壓縮系數減��；體系中產生的Fe³⁺具有絮凝作用，使污泥分形維數變大，脫水性能提高。

錄入時間：2024/5/8 9:19:15 點擊次數：316