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市政污水处理厂剩余污泥产生量巨大,含水率高。目前应用最广泛的投加有机高分子絮凝剂辅以机械脱水的处理方法仅可将污泥含水率降至80%左右,脱水深度难以提高。污泥胞外聚合物(EPS)形成的亲水性絮体结构可束缚大量水分,被认为是限制污泥脱水效果的主要原因。本文利用氧化剂对污泥EPS进行破解,释放更多被束缚水分,再结合高压压滤脱水技术,以期实现污泥的深度脱水。本研究先以污泥比阻(SRF)、污泥毛细吸水时间(CST)、污泥上清液中总有机碳(TOC)、蛋白质、多糖以及DNA浓度为评价指标,初步探究了4种氧化剂(KMnO4、 NaCIO2、Ca(ClO)2和Fenton试剂)与氯化铁和石灰联合调理对污泥的脱水性能的影响。结果表明,氧化剂对污泥有一定的破解作用,其上清液中TOC、多糖和DNA浓度都呈增大趋势,但前三种氧化剂中只有投加KMnO4的污泥SRF随投加量增大逐渐减小,10 mg/g KMnO4与40 mg/g FeCl3/、100 mg/g CaO联合调理时污泥SRF减小率可达90.7%,经高压压滤后的泥饼含水率可降至62.1%。KMnO4氧化反应产物具有吸附絮凝作用,使破解后的污泥碎片重新絮凝,改善污泥脱水性能。Fenton试剂与CaO联用的初步探究试验也显示出良好的处理效果,污泥SRF减小率可达94.8%,经高压压滤后泥饼含水率降至58.4%,脱水效果相对更好。基于上述试验结果及目前Fenton处理污泥技术的不足,本研究尝试开发一种快速实用的Fenton氧化污泥脱水技术。在有效改善污泥脱水性能的前提下将Fenton反应时间缩短到5 min。正交试验结果表明,当pH为3,Fe2+、H2O2和CaO投加量分别为50、30和50 mg/g时,SRF减小率可达96.4%。试验发现Fe2+投加量是对污泥脱水性能影响最显著的因素。在最佳Fenton处理方案下,污泥上清液中EPS的浓度最低,且污泥粒径的变化表现出其破解与重新絮凝的过程,表明Fenton试剂既是一种强氧化剂,更是一种有效的污泥碎片混凝剂。对泥饼显微结构的观察发现其表面呈相对规则的海绵状团块结构,可使其在压滤脱水过程中保持高渗水性。高压压滤脱水中试结果表明,污泥经调理后压滤脱水性能大大提高,泥饼含水率可以降至55.1%。因此,快速Fenton氧化结合高压压滤可以成为一种前景广阔的市政污泥脱水技术。