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北京林业大学在城镇污水污泥处理研究领域取得新成果

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近年来,随着城市生态建设的推进,城镇污水处理能力有了明显提升,但污水处理后产生的污泥也大幅增加。如果这些污泥未能得到妥善处置,将给环境安全带来隐患。

日前,,北京林业大学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,使城镇污水处理中污泥的过滤性质显著提升。

据研究团队介绍,剩余污泥的调理-脱水环节是污水处理厂污泥管理的重要环节。在这一环节中,开发适度氧化调理污泥的新技术尤为重要。这是因为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。

针对这种现状,该团队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。

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图为不同投加时间间隔下污泥脱水性能的变化

这项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),论文的第一作者是北京林业大学环境学院张达鑫博士。

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。这项研究得到了国家自然科学基金项目的支持。

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图为不同氧化-絮凝程度下污泥的变化模型

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