剩余污泥有复杂的内部结构,微粒间的静电斥力和胶体颗粒表面的水化膜作用,令剩余污泥所含的水分很难脱除。同时因为污泥内部的有机物主要是被细胞壁所包裹着的原生质体,众多微生物结合成菌胶团结构,导致剩余污泥很难被降解。这些都为剩余污泥的后续处理处置带来很大困难。必须对剩余污泥采取一定的预先处理手段,破坏污泥内部的絮体结构和微生物细胞结构,从而提高剩余污泥的脱水性能和生物可降解性。电化学氧化方法可以通过直接和间接的氧化作用,将剩余污泥中存在的大分子有机物质分解成小分子有机物或直接矿化成H2P和CP2,从而破坏污泥原有稳定的絮体和细胞结构,改变污泥内部胞外聚合物(EPS)的浓度,提高污泥的可生化性和稳定性,改善污泥的脱水性能,有利于污泥的进一步处理。本文首先研究了电化学方法破解污泥的效果和影响因素。电压梯度、电解时间和污泥浓度对电化学破解污泥效果影响显著,最适条件为电压梯度7V/cm,污泥浓度8000mg/L,处理时间60min。在最适条件下进行电解污泥实验,污泥的pH值由6.8降至3.1,系统电流由初始的0.75A升至2.20A,污泥的沉降性能改善,絮体结构被破坏。通过对NaOH、H2SO4和Na2SO4等电解质促进污泥电化学破解程度的对比,发现碱性电解质与电化学氧化法联合处理,可以取得降低能耗和提升破解效果的双重功效。在此基础上,进一步研究预碱解-电化学氧化联合处理污泥的破解效果和影响因素。碱的种类和投加量、电压梯度、电解时间以及污泥的浓度均对破解效果有较大影响。通过正交实验,得出最适反应条件为:污泥浓度8000mg/L,NaOH投加量16mmol,电解时间60min,电压梯度7V/cm。预碱解-电化学氧化方法对污泥有很强的破解作用,在最适条件下处理60min后,污泥上清液中TP从初始13.Omg/L增至289.4mg/L,TN从初始13.Omg/L增至146.3mg/L,MLSS去除率达到15.8%,絮体结构也破坏,经过处理后的污泥原有的稳定状态被打破。选择Ca(OH)2与电化学氧化方法联用,处理后的污泥脱水性能得到提升,污泥的脱水速度加快,泥饼含水率下降。通过正交实验,得出Ca(OH)2-电化学氧化法促进污泥脱水实验各最适条件为:Ca(OH)2投量12mmol,电解时间60min,电压梯度5V/cm。通过污泥破解过程中污泥粘度、胞外聚合物浓度与污泥脱水性能变化的相互关系分析得知:絮体内大分子有机物的浓度与脱水效果有关,亲水性物质的浓度过高或过低,都不利于污泥脱水。污泥絮体的状态也会影响脱水,絮体破坏程度越大,破坏后残破组织重新凝聚越快,污泥脱水的速度越快。对不同条件下电化学法处理后的污泥固相及滤液中存在的重金属进行了研究,分析了不同电解条件下重金属总量迁移规律,并通过改性BCR连续提取法重金属的形态转化进行分析。污泥固相重金属(Cu、Zn、Pb、Ni)在电化学氧化作用下均向液相有一定迁移,但程度较小,Ni元素的迁移效果最明显,在电压梯度9V/cm,电解90min的条件下迁移质量达到4.8%。电化学氧化作用对剩余污泥中各种重金属的形态转化有一定作用,主要趋势是少量增加了可交换态和残渣态的比例,转化的幅度由于重金属元素中了的不同而略显差异。通过上述的研究发现,电化学氧化法可以有效破坏污泥絮体结构,氧化有机物质,降低污泥的处理难度。将电化学方法与碱性水解联用,可以有效提高污泥的破解效果,促进污泥脱水,降低能耗,是一种较好的污泥预处理方法。