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目前,污泥处理处置过程中面临的一个主要问题就是污泥经过常规调理、脱水之后,污泥的含水率仍高达80%,达不到后续处理处置要求。因此,污泥需要进一步的深度脱水。然而,常用的污泥深度脱水药剂不易降解,在解决污泥脱水的同时易带来一些其它问题。本课题从完整的污泥处理角度考虑,旨在利用有机酸的易降解优点,将其对污泥进行预处理以达到深度脱水的目的,使污泥含水率达到后续处理的要求。本课题有四部分的研究内容:第一部分是几种常见有机酸预处理污泥脱水效果对比。第二部分是有机酸预处理对泥饼重金属及上清液TOC和TN的影响。第三部分是有机酸预处理过程对污泥深度脱水的影响。第四部分是有机酸预处理对污泥深度脱水的作用机理分析。具体研究结果如下:(1)污泥经5种有机酸预处理之后,其深度脱水性能明显改善。原始污泥脱水泥饼含水率仍高达80.2%,而经过浓度为0.1mol/L-0.6mol/L的冰乙酸、乳酸、柠檬酸、草酸和酒石酸预处理,泥饼含水率降低至68.1%-75.5%。在这5种有机酸中,污泥经过0.2mol/L的草酸和酒石酸预处理后,其脱水泥饼含水率较低,分别为68.1%和68.3%。(2)有机酸预处理,在改善污泥深度脱水的同时,也能够去除污泥中部分重金属和增加上清液中的TOC和TN含量。污泥分别经0.6mol/L的酒石酸和草酸预处理后,脱水泥饼中锌去除率较高,锌的最大去除率分别达到63.1%和72.1%;上清液中的TOC含量从49.8mg/L分别增加至27280mg/L和14970mg/L,TN含量从16.5mg/L分别增加至39.5mg/L和93.1mg/L。(3)在草酸投加量为最佳投加量的条件下,改变温度、搅拌时间、搅拌速度后,污泥混合液pH值处在1.9-2.1,脱水泥饼含水率为59.2%-61.2%,温度、搅拌时间、搅拌速度对污泥的可脱水程度影响不大。随着草酸投加量的提高,污泥的沉降性能,泥饼含水率、C/N比和混合液pH值,以及上清液中的蛋白质、多糖、TOC和TN含量、C/N比变化明显。经投加量为0.34g/g DS的草酸预处理,污泥90min的沉降率从11.3%升高至40.4%,脱水泥饼含水率从73.8%降低至59.2%,脱水泥饼C/N比从6.4提高至6.9,混合液pH值从7.0降低至2.1。污泥浓度在1.5%-9.5%范围内,泥饼含水率从58.9%增大到76.3%,混合液pH值从1.7升高至4.7。(4)机理分析发现,草酸与污泥颗粒表面电荷的吸附电中和起到主要作用,改善了污泥的深度脱水性能。当草酸投加量为0g/g DS-0.57g/g DS时,混合液pH从7.0降低至1.6,而Zeta电位从-13.2mV变化为+4.1mV;d50从54.6μm降低至50.1μm。从扫描电镜图可知,与原始污泥相比,污泥经投加量为0.34g/g DS的草酸预处理后,污泥颗粒结构变得非常致密,颗粒之间距离较近,污泥表面的EPS明显减少。在草酸预处理过程中,污泥颗粒粒径的减小对污泥脱水效果的影响不大。