Fe^(2+)-PDS调理-水平电场脱水工艺对疏浚底泥脱水性能的影响

作     者：朱书源 王毅力 ZHU Shuyuan;WANG Yili

作者机构：北京林业大学环境科学与工程学院水体污染源控制技术北京市重点实验室 

出 版 物：《环境工程技术学报》 (Journal of Environmental Engineering Technology)

年 卷 期：2023年第13卷第6期

页      面：2192-2203页

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(51978054)。 

主　　题：疏浚底泥 Fe^(2+)-PDS调理 水平电场脱水 脱水性能 胞外聚合物(EPS) 

摘      要：针对高含水率疏浚底泥限制其后续处置的问题,应用Fe^(2+)-过二硫酸盐(PDS)调理-水平电场脱水(HED)工艺处理底泥样品,研究响应曲面法对Fe^(2+)-PDS调理-HED工艺操作参数(Fe^(2+)及PDS的投加量、电压、通电时间)的优化,分析调理过程底泥形貌及性质的变化以及工艺各阶段(调理、重力沉降、电脱水)底泥水分及有机组分的沿程变化。结果表明:1)Fe^(2+)和PDS调理底泥时,最佳投加量分别为4和10 mg/g(以TSS计),HED阶段最佳通电时间为80 min,最佳电压为45 V,在上述参数下,脱水底泥含水率由原泥的88.55%降至55.15%。2)在调理阶段,底泥结合水含量由0.44 g/g(以干固体计,全文同)降至0.28 g/g,胞外聚合物(EPS)中蛋白质和多糖总量增加,黏液层(Slime)中蛋白质类物质和可溶性微生物副产物荧光强度降低,紧密附着层(TBEPS)中总荧光强度增至12.40×10^(7)AU·nm^(2);在HED阶段,电场作用导致底泥有机物的进一步释放从阴极流出,阴极区EPS各层中的可溶性微生物副产物荧光强度显著增加。3)调理过程产生的硫酸根自由基(SO_(4)^(-)·)能够氧化破解底泥中的微生物细胞并将内含物释放至EPS中,同时改变底泥的水分分布与EPS组分特征,原位产生的Fe(Ⅲ)通过絮凝作用改变了底泥的絮体结构,从而有利于底泥脱水性能的提升。