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文章信息
摘要
关键词：
污水污泥
脱水
芬顿的试剂
骨架助剂
特殊的抗过滤性（SRF）
Oacute; 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.
uArr;
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Chemosphere期刊
期刊主页：www.elsevier.com/locate/chemosphere
a华中科技大学环境科学与工程学院，湖北武汉430074
b宇星科技（深圳）有限公司，深圳，广东518057，中国
c华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北武汉430074，中国
技术说明
通过Fenton试剂和骨架助洗剂调节污水污泥
刘欢一，杨家宽，亚非施，叶莉，舒合，常朱杨，洪耀
2011年10月15日收到
以2012年2月25日修订版到
接受2012年2月27日
2012年3月27日在线提供
文章历史：
通常被称为骨架助剂的物理调理剂通常用于改善脱水性的污泥。这项研究评估了一种新型的联合使用芬顿试剂和骨架助剂，称为F-S无机复合调理剂，重点关注它们的效果和优化的主要操作参数。结果表明，F-S复合调节器用于调节分配污水污泥是传统有机聚合物的可行替代方案，普通波特兰水泥（OPC）和石灰被用作骨架建造者。实验调查确认芬顿反应需要足够的时间（本研究中80分钟）降解有机物污泥。该过程的最佳条件是在pH = 5，Fe 2 = 40mgg -1（干固体），H 2 O 2 = 32mgg-1，OPC = 300mgg-1和石灰= 400mgg-1，其中特定的抗过滤性效率达到95％
- 介绍
全球越来越关注减少处理或再利用前的污水污泥量（Tokumura等人，2007）。有机聚合物（聚电解质）被广泛使用在脱水之前调节污泥（Zhao and Bache，2001;Ma等人，2007）。尽管它很受欢迎，但使用有机聚合物有局限性。首先，离心机或带式压榨机只能脱水达到75-80％的含水量水平（Neyens等，2003），不符合焚烧或土地填埋的要求。其次，脱水污泥中留下的聚合物残留物可以造成长期的环境风险（Baeyens和Van Puyvelde，1994; Majam和Thompson，2006; Bolto和Gregory，2007）。这些缺点引起了替代先进的迫切需求采用环保型污泥处理（AST）方法调节器来改变污泥结构，例如破坏细菌细胞释放细胞内容物（Neyens等，2003）。
Fenton过氧化（Fe2 / H2O2）单独或与其他组合空调方法已被证明是一种有前景的AST（Dewil等，2005; Beauchesne等，2007）。芬顿反应通过铁催化在酸性溶液中产生羟基自由基H2O2的分解（Kitis等，1999; Neyens和Baeyens，2003; Pham等，2010）。
OH是氧化过程中主要的反应物通过强氧化分解许多有机物质。其他人（Lu等人，2003; Tony等人，2008,2009）报道了Fenton提高了渗滤和脱水效率反应。用6000毫克L-1的Fe2 和3000毫克L-1的H2O2，处理污泥的特异性抗过滤能力（SRF）厚度仅减少到原来污泥的10％。 Buyukkamaci（2004）研究了各种Fe2 和H2O2剂量对其的影响生物污泥的SRF和毛细吸入时间（CST），低如6.1
stimes;109在SRF中9和CST中15.7剂量为5000mgL-1Fe2 和6000mgL-1H2O2。添加芬顿的试剂显然产生很高的脱水效率。然而，芬顿试剂的高成本禁止其实际使用这些水平。
污水污泥产生高度可压缩的滤饼很难被压力过滤器脱水，在压缩阶段，颗粒会在压力下变形随着蛋糕的增长而过滤（Zall等，1987）。这个动作导致蛋糕孔隙闭合，阻碍深度脱水（Zall等人，1987;赵，2002）。物理调节器，通常称为骨架建设者，通常用来提高速度和污水污泥脱水的程度（Lee等人，2001; Chen等人，2010; Ruiz等人，2010），因为它们形成了一个渗透性和刚性污泥饼中的晶格结构（Benitez等，1994）。 Zall等人1987）选择熟石灰和粉煤灰作为骨架助剂并成功生产出了更加坚硬的泥饼不可压缩的结构，能够保持高孔隙率在高压过滤期间。 Albertson和Kopper（1983）发现在废活性污泥中添加煤粉并优化工艺和机器参数，蛋糕溶胶用0.1至0.3千克的煤实现25％至37％总固的col kg-1污泥固体。其他人（Thapa等人，2009,2011; Qi等人，2011）证明了使用褐煤作为骨架助剂的好处用于消化污泥的脱水。陈等人（2010）用煤粉燃烧提高了污泥的脱水性用硫酸（MCFA）改性。在MCFA剂量为273％时，污泥的SRF从1.9times;1013降至4.2times;10m kg-1，滤饼水分从87％降至57％。但是，根据这些研究，大剂量的骨架助剂将导致扩大的泥饼体积，这是施加的对随后的污泥处置产生显着的负面影响，例如填埋或焚烧。
Corresponding author. Tel.: 86 27 87792207; fax: 86 27 87792101.
E-mail addresses: jkyang@mail.hust.edu.cn, yjiakuan@hotmail.com (J. Yang).
0045-6535/$ - see front matter Oacute; 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.
http://dx.doi.org/10.1016/j.chemosphere.2012.02.084
al., 2003).
236
H. Liu et al. / Chemosphere 88 (2012) 235–239
芬顿过氧化和骨架助剂已分开进行检查以确定他们提高单位脱水率的能力，污泥的形成。两种单独应用由于上述缺点而受到很大限制。这两种调节剂的相互作用还没有先前调查过。这项研究是使用芬顿的组合试剂和骨架助剂，被称为F-S无机物复合调节器，用于污泥脱水以确定是否存在它们之间有协同作用。这项研究的目的是为了解开芬顿试剂与用于污泥脱水的骨架助剂之间的相互作用
表3
实验中使用的骨架助剂的类型.
Sequence number
Fentonrsquo;s reagent (F)
Skeleton builders (S)
S-I
S-II
1 (control)
Fe2 /H O2
2
None
Fly ash
OPC
PG
Red mud
Magnesia
None
Lime
Lime
Lime
Lime
Lime
2
3
4
5
6
Fe2 /H O
2
2
2
2
2
2
Fe2 /H O
2
Fe2 /H O
2
Fe2 /H O
2
Fe2 /H O
2
3.0
2.5
2.0
1.5
96
SRF
SRF reduction efficiency
92
88
84
80
1.0
1
Sequence number
2
图1.不同类型骨架助剂与芬顿污泥处理试剂（操作参数：RS =批次1; pH = 6; Fe2 ）= 20mgg-1; H2O2 = 125mgg-1; S-I = 335.2mgg-1; S-Ⅱ= 223.5mgg-1;芬顿反应通过使用自行设计的多重耦合进行SRF测试污泥SRF测量装置。
2
2
Batch
pH
Water content (%)
COD (mg L1)
VSS/TSS (%)
SRF (1012 m kg1)
1
2
3
6.5
6.5
6.5
95.9
96.4
96.8
35,400
18,100
19,900
42
36
37
16.6
10.5
7.9
Table 2
Chemical compositions of the skeleton builders.
Skeleton builders
SiO2
CaO
Al O
2
Cl
MgO
Na O K O
Fe O
2 3
TiO2
SO3
LOIa
3
2
2
Lime
OPC
Fly ash
PG
Red mud
Magnesia
6.7
20.6
52.5
7.1
21.0
5.5
60.1
58.8
5.7
28.6
6.2
–
5.4
26.3
2.9
22.0
0.3
–
1.5
3.3
–
0.6
1.3
74.4
–
0.6
–
2.4
10.5
0.0
–
2.9
–
0.1
27.9
0.3
–
–
–
0.3
2.3
–
–
22.6
4.0
2.2
19.1
10.0
18.1
0.0
3.6
0.4
–
2.4
0.5
39.5
0.6
0.1
1.1
0.0
a
LOI = loss of ignition.
2材料和方法
2.1 实验材料
2.1.1污泥
本研究中使用的生物污泥（RS）是污泥的混合物从长期以来的一级和二级沉淀池，武汉王嘴污水处理厂。样品收集在聚丙烯瓶中并储存在4℃下。以来污泥的特性是挥发性的，三批鲜使用污泥并且基于每批的实验是在2
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