随着污水接管处理率的不断提高,污水处理厂中产生的剩余污泥量也持续增加。污水处理厂中的剩余污泥由于含水量高且脱水困难,其处理处置问题已成为目前污水处理中的一个重点和难点。近年来,电化学氧化预处理剩余污泥的方法由于具有反应条件简单、操作容易以及反应高效低耗等特点得到许多研究者的关注。本论文研究了在电化学阳极氧化基础上通过改变阴极材料和电解条件构建电Fenton氧化体系对剩余污泥的处理方法,并优化了相关电解参数,提高了污泥的脱水性能,进一步对污泥破解机理进行了研究。以RuO2/Ti为阳极,通过单因素试验得到低电压下电化学阳极氧化处理污泥的最佳条件:污泥固含率在2.0%、电流密度控制在40 mA/cm2、极板间距为2 cm、起始pH为3、电解处理40 min时,污泥中挥发性悬浮固体(MLVSS)去除率达15.27%、污泥比阻(SRF)降低率达28.19%、污泥沉降比(SV30min)也由最初的90.5%下降至76.9%,脱水性能有一定的改善,且污泥破解程度在一定范围内与污泥脱水性能表现为正相关关系。以RuO2/Ti为阳极,阴极采用活性炭纤维(ACF),构建电Fenton体系对污泥进行预处理,当初始污泥固含率在2.0-2.5%、起始pH为3、电流密度为40 mA/cm2、电解40 min后,污泥的脱水性能较单独阳极氧化和酸处理有明显的改善。此时MLVSS去除率约为35%、污泥SRF降低率约为60%、SV30min约为55%。污泥脱水性能提高的同时,污泥胞外聚合物和微生物细胞破裂,释放大量有机物质。从污泥胞外聚合物(EPS)的含量与分布特征、污泥表面电荷量以及粒径分布变化情况分析得出,污泥经阳极氧化和电Fenton氧化作用后,紧密结合层(TB-EPS)中有机物通过污泥破解释放到溶液层(S-EPS)和松散层(LB-EPS)中。污泥中被EPS束缚的水分得到有效地释放,改善了污泥的脱水性能。结合动力学分析,电Fenton作用下,不仅在EPS转移量上最高,在速率上也最快。3D-EEM结果显示S-EPS和LB-EPS中类腐殖酸物质的含量升高,且电Fenton作用后的污泥Zeta电位趋近于0,说明带电荷的物质缩合成为聚合物,促使污泥表面带电荷量低,利于污泥脱水。各种形态EPS变化与污泥比阻值的相关性分析得出,S-EPS中类腐殖酸、类溶解性微生物副产物的强度与污泥比阻值表现为显著负相关,说明S-EPS在电Fenton作用下对污泥脱水起主导作用。使用扫描电镜对污泥微观形态结构进行观察,发现经过阳极氧化之后,污泥整体变薄且结构更加密实。经过电Fenton作用后,污泥破碎成片状细小颗粒,无完整结构且形成孔道,结合水转化为自由水,降低了污泥的持水能力,实现泥水分离。结果证明电Fenton氧化技术对污泥脱水性能的改善较单独阳极氧化有一定程度的提高,SRF降低率提高了约30%,MLVSS去除率提高了 20%左右,污泥减量化程度明显。