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随着我国城市污水厂剩余污泥产量日渐增长,污泥深度脱水已经成为水处理领域的热点问题。本论文针对北京某城市污水厂剩余污泥有机质含量较高、不易脱水的特点,采用不同药剂和调理方案,并采用热水解+厌氧消化对污泥进行预处理,以期改善污泥脱水性能。取得的主要研究结果如下:(1)选取铁盐、壳聚糖、阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)、非离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)对污泥调理,测定调理后污泥的比阻(SRF)、毛细吸水时间(CST),通过数理统计的方法对SRF和CST进行线性回归分析,结果表明同一种药剂调理下,CST和SRF具有显著的线性相关性(R2>0.95),可用CST代替SRF确定药剂最佳投药量;不同电性的PAM对该污泥的调理效果为,CPAM>非离子型聚丙烯酰胺>APAM;CPAM的建议投加量为0.2%~0.8%,壳聚糖的建议投加量为2%~10%,FeCl3的建议投加量为15%~25%,在此投加量范围下,SRF或CST达到最低值。(2)选用CPAM、FeCl3、Ca(OH)2和煤粉联合调理污泥,在中试规模下进行板框压滤,得到脱水泥饼的含水率达42.3%~45.7%,其中结合水含量降至10.21%,低位热值为6464 kJ/kg~6870 kJ/kg,含固率和低位热值均满足《城镇污水处理厂污泥处置单独焚烧用泥质GB/T 24602-2009》指标要求。(3)对污泥进行热水解预处理,热水解温度为60℃、70℃、80℃,热水解时间为5 min、15min、30 min、60 min、120 min,并对热水解后的污泥进行厌氧消化试验,厌氧消化温度为35℃和55℃,厌氧消化的生物固体停留时间(SRT)为20 d和30d。结果发现:随着热水解温度的提高和时间的延长,污泥的SCOD和有机酸总量增加,污泥的CST增大,热水解温度和时间的最佳组合条件是70℃和30 min;污泥黏液的胞外聚合物(slime EPS)中的蛋白质、多糖、蛋白质/多糖含量,与污泥CST显著正相关(R2均在0.9以上);SRT、消化温度,均能影响污泥厌氧消化系统的产气速率和消化污泥的CST。在高温厌氧条件下,污泥是否热水解预处理对产气速率几乎无影响;中温厌氧条件下,热水解预处理能提高产气速率。热水解预处理和厌氧消化,均降低污泥的脱水性能。