关键词:
电化学
胞外聚合物
生物炭
过氧化氢
污泥预处理
摘要:
【目的】研究生物炭电极作为阴极强化污泥电化学预处理的效果。【方法】首先,以脱水污泥为原料,通过不同摩尔浓度FeCl_(3)改性,热解烧制成改性生物炭,并制备成3种电极(SBC-Fe-1、SBC-Fe-2和SBC-Fe-3)。借助X射线衍射仪和电化学工作站表征不同改性生物炭,分析不同生物炭电极在电化学条件下催化生成过氧化氢的能力。然后采用电化学试验,以改性生物炭和石墨板为阴极,分析电化学处理对污泥性能和污泥胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)的影响。最后,比较不同电极电化学处理对污泥的破解程度。【结果】3种改性生物炭含有Fe_(3)O_(4),均具有催化生成过氧化氢的能力,其中SBC-Fe-2的催化能力最强;3种改性生物炭电极处理皆可有效改善污泥脱水性能和沉降性能,尤以SBC-Fe-2电极效果最佳,但是石墨板电极处理对污泥性能产生了负面影响;3种生物炭电极处理组中的松散型EPS(LB-EPS)和紧密型EPS(TB-EPS)含量最大降幅分别为63.71%和78.24%,而石墨板电极处理组的TB-EPS含量仅降低8.43%;此外,4种电极处理均不同程度破坏了污泥结构,SBC-Fe-2电极处理破坏程度最大,石墨板电极处理破坏程度最小。【结论】本研究结果对提高污泥电化学预处理效果具有一定的理论指导意义。