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我校研究团队在污水处理厂剩余活性污泥调理-脱水研究领域取得新成果


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发表时间:(2019-02-28)

  日前,我校环境学院王毅力研究团队在剩余活性污泥氧化调理-脱水研究方面取得新成果,研究成果近期发表于国际水处理研究领域TOP期刊《Water Research》上(IF="7.051),论文的第一作者是环境学院的张达鑫博士。该研究提出了一种适度氧化-原位絮凝的污泥调理策略。在高锰酸钾氧化污泥过程中,利用Fe(Ⅱ)作为淬灭剂,一方面阻止高锰酸钾进一步反应,另一方面生成原位的Fe(Ⅲ)对氧化后的污泥进行絮凝。实验证明在该调理策略下,污泥的过滤性质显著提升,部分束缚水得到释放(图1)。基于该调理策略,研究团队分析了污泥宏观及微观物理化学性质的变化特征,并用多元统计分析确定了各分层EPS中的蛋白质二级结构与污泥脱水性质的相关性,找出了其中“功能性”蛋白质二级结构可能的来源,并结合热力学计算结果提出了不同氧化-絮凝程度下污泥的变化模型(图2)。该项研究得到了国家自然科学基金项目的支持。

 

 

图1 不同Mn(Ⅶ) 和Fe(Ⅱ)投加时间间隔下,污泥脱水性能的变化:(a) CST0/CST; (b) 束缚水含量。0 min、2min、5min、10min和30 min分别表示Mn(Ⅶ) 和Fe(Ⅱ)的投加时间间隔。

 

 

  图2不同氧化-絮凝程度下污泥的变化模型

 

      背景介绍:随着我国经济的快速发展及城镇化进程的不断深化,城镇污水的排放量与日俱增,剩余污泥的产生量也日益增大。高含水率的污泥体积大,运输费用高,后续的处理处置困难,其处置费约占城市污水处理厂运行费用的50%-60%。因此,剩余污泥的调理-脱水环节成为污水处理厂污泥管理的重要环节。在调理-脱水过程中,污泥表面的胞外聚合物(EPS)是影响污泥脱水性能的关键因素之一。作为一种安全无毒的氧化剂,高锰酸钾可以被用来氧化破解EPS、调理剩余污泥。然而,实际投加过程中很难准确控制高锰酸钾的氧化程度。少量或过量氧化都会影响后续污泥的絮凝乃至脱水过程。因此,开发适度氧化调理污泥的新技术显得尤为重要。另一方面,由于污泥EPS成分的复杂性,EPS分层组分及其微观结构对对污泥脱水性能的贡献仍不完全清楚。

 

  论文链接:https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.02.047

来源:环境学院          作者:环境学院          浏览次数:   

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