污水处理的副产物市政污泥,具有含水率高、有机成分多、重金属及病原菌多等特点,对环境和人体健康会造成危害[1-2]. 污泥热处置技术是污泥处理及能源化利用的重要途径[3],主要包括热解和焚烧技术. 热解是利用有机物的热不稳定性,在无氧条件下对其加热从而使有机物产生热裂解的过程. 目前产业化的主流热技术是焚烧. 但热解过程具能源的高值利用能力[4],如生成的焦油和气能够作为燃料再利用,产物焦炭可作为吸附剂使用[5]. 因此,热解是经济有效的污泥资源化处置方式之一[6].由于污泥的含水率高达97%—99%[7],因此在热处理前需进行脱水处理. 目前国内的污水厂普遍采用聚丙烯酰胺( PAM) 高分子絮凝剂作为调理剂[8],经离心或带式压滤机脱水后仅能获得含水率为75%—85%[9]的泥饼,且残留在污泥中的高分子有机物具有二次污染风险[10]. 然而随着污泥问题的日益严重,各国相关法律法规日趋严格. 例如我国“十二五”规划规定城市污水处理厂污泥含水率必须低于60%才能外运[11],这意味着未来处置的对象将以深度脱水污泥为主. 但不同调理剂势必会不同程度地改变污泥中矿质元素含量及存在形态,从而影响污泥的热性质[12-13],且高含水率污泥在热解前需提供额外能源进行干化处理,同时更容易释放恶臭气体[11]. 由此可见,污泥深度脱水产业化将是未来发展趋势,但目前关于深度脱水后污泥热性质的研究报道还较少.
关于污泥的深度脱水国内外已经展开了大量研究,铁盐配合骨架构建体( 也称作物理调理剂,包括石灰、粉煤灰、水泥尘、煤粉等) 能有效提高污泥的脱水性能,实现污泥的深度脱水[14-15]. 本课题组前期研究发现,芬顿试剂( Fe2 + 和H2O2组成体系) 与骨架构建体结合( F-S 复合调理剂) [16]对改善污泥脱水性能具有显著效果.本文选择FeCl3 /CaO |