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

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。