生物纳米铁/铈联用过碳酸钠改善污泥脱水性能

作者：陈越; 郭波; 邢海双; 孟家琪; 曹群

来源：中国环境科学, 2023, 43(09): 4708-4717.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20230612.005

• 芬顿
• 过碳酸钠
• 胞外聚合物
• 污泥脱水

采用葡萄皮渣多酚提取液、亚铁盐和三价铈盐制得生物纳米铁/铈(Fe/Ce-NPs),联用过碳酸钠(SPC)对活性污泥进行调理.优化条件下:铁铈摩尔比4:1、投加30mgFe/Ce-NPs/g·TSS、200mgSPC/g·TSS、pH3、反应30min,污泥比阻(SRF)、过滤时间(TTF)和泥饼含水率(Wc)分别由9.74×1013m/kg、92s和80.5%降至2.67×1013m/kg、42s和71.2%.进一步联用聚丙烯酰胺(PAM), Wc降至65.8%;初始p H6时,调理后的污泥pH7.1(后续可免去pH值调节)且仍保持良好脱水性能.类芬顿(Fe/Ce-NPs+SPC)反应中,铁铈间的电子传递促使·OH产生量大幅提高(比传统芬顿提高0.9倍),Zeta电位绝对值大大降低(由-17.5～-4.6mV).三维荧光光谱(3D-EEM)与FTIR表征分析显示:Fe/Ce-NPs+SPC氧化能够断裂维持α-螺旋的氢键,改变蛋白质二级结构的构象,导致蛋白质结构更加松散,促进污泥中更多结合水的释放.与芬顿法(Fe2+/H2O2)和(Fe2+/SPC)比较,类芬顿体系(Fe/Ce-NPs+SPC)能够显著提高污泥脱水性能,尤其是近中性pH6下调理污泥,可以大大减少酸碱投加量.研究表明类芬顿体系(Fe/Ce-NPs+SPC)是一种新型环境友好的、高效强化污泥脱水的实用技术.

• 单位
  太原理工大学; 环境科学与工程学院