氫氧化鎂對剩余污泥堿性發(fā)酵及脫水性能的影響研究

剩余污泥處理是污水處理廠面臨的一項重大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的污泥處理方法存在能耗高、處理效率低等問題。堿性發(fā)酵作為一種新興的污泥處理技術(shù)，可以提高污泥的生物降解率，同時促進(jìn)污泥的脫水性能。氫氧化鎂（Mg(OH)?）作為一種堿性物質(zhì)，被用于改善污泥的堿性發(fā)酵過程，并增強其脫水性能。本文旨在探討氫氧化鎂對剩余污泥堿性發(fā)酵及脫水性能的影響。

實驗材料與方法

實驗材料

• 剩余污泥：取自污水處理廠的剩余污泥。
• 氫氧化鎂：作為堿性調(diào)節(jié)劑，用于提高污泥的pH值。
• 其他試劑：包括用于檢測的化學(xué)試劑、營養(yǎng)鹽等。

實驗方法

1. 污泥預(yù)處理：將收集的剩余污泥進(jìn)行初步處理，去除大顆粒物質(zhì)，調(diào)節(jié)至適宜的固體濃度。
2. 氫氧化鎂添加：向污泥中添加不同濃度的氫氧化鎂，通過攪拌使其均勻分布。
3. 發(fā)酵實驗：將處理后的污泥置于發(fā)酵罐中，在控制條件下進(jìn)行堿性發(fā)酵實驗。監(jiān)測發(fā)酵過程中pH值、揮發(fā)性脂肪酸（VFA）含量、產(chǎn)氣量等指標(biāo)的變化。
4. 脫水實驗：發(fā)酵結(jié)束后，對污泥進(jìn)行脫水實驗，測定脫水前后的含水率、比阻（SVI）等參數(shù)，評估脫水性能。

結(jié)果與討論

1. 堿性發(fā)酵效果
• pH值變化：隨著氫氧化鎂添加量的增加，污泥的pH值升高，為堿性發(fā)酵提供了有利的環(huán)境。
• VFA含量：氫氧化鎂的存在促進(jìn)了有機物的水解和酸化過程，提高了揮發(fā)性脂肪酸的含量，有利于后續(xù)的厭氧消化。
• 產(chǎn)氣量：適當(dāng)?shù)臍溲趸V添加量可以提高產(chǎn)氣量，表明氫氧化鎂有助于增強污泥的生物降解能力。
2. 脫水性能
• 含水率：氫氧化鎂處理后的污泥比未處理的污泥具有更低的含水率，表明氫氧化鎂有助于改善污泥的脫水性能。
• 比阻（SVI）：氫氧化鎂處理后污泥的比阻顯著降低，意味著污泥的脫水性能得到改善。這是因為氫氧化鎂的加入破壞了污泥顆粒間的膠體結(jié)構(gòu)，使得污泥更容易脫水。
• 濾餅質(zhì)量：處理后的污泥形成的濾餅更加緊實，易于處理和運輸。

機理分析

• pH值調(diào)節(jié)：氫氧化鎂可以提高污泥的pH值，創(chuàng)造有利于堿性發(fā)酵的條件。
• 膠體結(jié)構(gòu)破壞：氫氧化鎂能夠破壞污泥中的膠體結(jié)構(gòu)，降低污泥的粘度，從而改善其脫水性能。
• 促進(jìn)生物降解：氫氧化鎂的存在有助于促進(jìn)有機物的水解和酸化，提高VFA含量，進(jìn)而提高生物降解效率。

氫氧化鎂的添加可以顯著改善剩余污泥的堿性發(fā)酵效果和脫水性能。適當(dāng)?shù)臍溲趸V添加量能夠提高污泥的pH值，促進(jìn)有機物的水解和酸化，增加VFA含量，并改善污泥的脫水性能。這一研究為污水處理廠提供了提高剩余污泥處理效率的新途徑。