污泥数量的快速增长已经成为当前重要的环境问题之一,对污泥深度脱水后充分利用,可以实现经济与环境的双重效益。本论文将高级氧化工艺和骨架构建材料半焦结合起来调理污泥,以污泥比阻（SRF）、污泥滤饼含水率（W_c）以及污泥过滤时间（TTF）为评价脱水性能的指标,并通过分析调理前后污泥微观形貌、粒径分布、结合水含量、上清液中蛋白质和多糖含量以及热值等指标的变化揭示反应机理。主要的研究内容和结论如下:1、研究了投加量和PH对半焦调理污泥脱水的影响。结果表明:半焦调理可以有效改善污泥的脱水性能和沉降性能。当PH为3,半焦投加量为600mg/g DS时,脱水效果最佳,比阻降低率高达85%,抽滤总时间大幅缩短。半焦调理后,污泥表面变得粗糙不规则,出现了大量孔隙和裂缝,形成了骨架结构;由于半焦的吸附絮凝,污泥絮体颗粒粒径变大,上清液中蛋白质和多糖含量减量显著,上清液更加清澈;半焦的疏水性使污泥絮体释放出大量的表面吸附水,结合水含量减少;而且调理后污泥热值由10.12MJ/kg升高到14.34MJ/kg。2、研究了过硫酸钠和硫酸亚铁投加量、PH、反应时间以及半焦投加量等对污泥脱水性能的影响。结果表明:Fe²⁺活化过硫酸钠与半焦复合调理的最优工艺条件是常温不调节PH,硫酸亚铁和过硫酸钠的投加量均为1.1mmol/g VSS,Fe²⁺/S₂O₈^2-的摩尔比为1,半焦投加量为600mg/g DS,搅拌反应15min。此时SRF、W_c和TTF分别为1.04×10¹²m/kg、67.34%和11s,比阻降低率为89.04%。Fe²⁺活化过硫酸钠调理后,污泥表面由光滑平整的层片状结构变得粗糙不规则,而且出现了大量的孔隙和裂缝,EPS结构被破坏分解,释放出蛋白质和多糖等大分子有机物,部分结合水转化为自由水,结合水含量由4.02g/g DS降低到3.8g/g DS,污泥胶体颗粒粒径明显变小。与半焦复合调理后,形成了骨架结构和透水通道,污泥絮体释放出大量表面吸附水,结合水含量进一步降低到3.49g/g DS,同时半焦吸附沉降细小颗粒和大分子有机物,污泥胶体颗粒粒径变大,上清液中蛋白质和多糖含量减量显著,污泥的脱水效率进一步提高;而且污泥的沉降性能显著改善,抽滤总时间由66s进一步缩短为45s。Fe²⁺活化过硫酸钠氧化消耗一部分有机质,导致污泥热值由10.12MJ/kg减少到9.64MJ/kg,与半焦复合调理后污泥热值又升高到13.82MJ/kg。3、研究了高铁酸钾投加量、半焦投加量、PH以及反应时间对污泥脱水性能的影响。结果表明:高铁酸钾与半焦复合调理的最优工艺条件是PH为3,高铁酸钾投加量为45mg/g DS,半焦投加量为500mg/g DS,搅拌反应15min。此时SRF、W_c和TTF分别为2.12×10¹²m/kg、67.65%和20s。高铁酸钾可以有效氧化破解EPS和微生物细胞,释放出包裹在其中的蛋白质、多糖等大分子有机物和部分结合水;污泥表面由平整密实变得疏松多孔,层片状结构被破坏,变得粗糙不规则;反应后生成的Fe（OH）₃可以絮凝破解产生的细小颗粒形成更大的颗粒;脱水时间明显缩短,污泥脱水效果变好。与半焦复合调理后,骨架结构生成,污泥絮体释放出大量表面吸附水,结合水含量由3.86g/g DS进一步降低到3.33g/g DS;半焦的吸附作用使得污泥胶体颗粒粒径进一步变大,上清液中蛋白质和多糖含量大幅减少;抽滤总时间由3min30s缩短到1min20s,污泥沉降性能明显改善,脱水效率进一步提高。高铁酸钾会氧化降解一部分有机物,导致污泥热值稍有降低,与半焦复合调理后污泥热值由9.96MJ/kg升高到14.3MJ/kg。高级氧化工艺(Fe²⁺活化过硫酸钠和高铁酸钾)与半焦复合调理污泥可以充分发挥各自的优势,最大限度改善污泥的脱水性能,对提高污泥脱水效率协同作用明显。不仅可以实现深度脱水,还可以提高污泥的热值,有利于污泥的焚烧处置和资源化利用,同时也能为工程实践应用提供理论支持和一定的借鉴。