从国内外污泥处理与处置的现状看,现有的污泥处理与处置方法在环境和经济方面均存在问题,污泥减量技术的研究和应用在污水生化处理领域具有重要意义。 在通过强化隐性生长实现污泥减量的各种污泥破解技术中,臭氧氧化技术具有破解效率高、能耗低、不易造成二次污染等特点。 本论文对臭氧氧化污泥减量技术进行理论分析和实验研究。论文重点研究不同处理条件对臭氧破解效果的影响,以及处理前后污泥的性状变化;分析臭氧破解污泥的反应机理;建立臭氧污泥减量系统模型;考察臭氧化污泥的可生化性。论文得到以下主要结论: 在臭氧氧化过程中部分固相有机物被无机化,部分溶解后以液相有机物形式存在;存在臭氧的最小有效投加量和最大破解效率;固相释放出的蛋白质和有机氮大部分被无机化;臭氧氧化过程中污泥SVI下降,污泥沉降性能提升;臭氧氧化过程中污泥pH值逐步降低,污泥由中性变为弱酸性;本实验中污泥臭氧氧化过程的主要产物为丙酸。 在气源流量90L/h的条件下,污泥pH值为中性条件下对污泥臭氧破解最有利。在中性条件下,羟基自由基间接反应为污泥臭氧破解的主要作用途径,对固相COD释放率的贡献比例为78.7%。 选用固相COD的释放率作为因变量,以不同臭氧投加量、臭氧浓度对应的固相COD的释放率数据作为样本,建立并验证了污泥臭氧破解反应模型。从模型中可以看出,污泥臭氧破解效率与臭氧投加量、臭氧浓度成正比。 在实验条件下,最佳臭氧投加量为0.08gO₃/gSS。活性污泥能够通过消耗自底基质维持其生理活动,强化隐性生长理论适用于臭氧氧化污泥减量系统,反映了臭氧氧化污泥减量技术具有较好的技术可行性。