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随着我国城市化进程的加快,污水处理厂的建设已经取得很大的进步。目前大多数污水处理工艺采用生物法处理污水,其最大弊端是产生大量的剩余污泥。剩余污泥的处理和处置是一个迫待解决的问题。污泥的好氧消化是适于我国的污泥处理方式之一,但好氧消化存在污泥停留时间长、运行成本高的问题。很多学者利用超声预处理来提高破解后污泥的好氧消化效率,以缩短好氧消化时间,但超声处理污泥存在能耗高的问题。因此本课题提出将磁场运用到超声处理污泥的过程中,以提高超声破解污泥的效率。本课题共包括三个方面的研究内容:第一是通过改变磁场强度、超声声能密度和破解时间,研究对超声-磁场耦合破解污泥的影响,并与超声单独破解污泥的效果做比较,分析磁场对超声破解污泥的作用;第二是对超声-磁场耦合预处理后的污泥进行好氧消化实验,研究超声-磁场耦合预处理对污泥好氧消化的影响;第三是研究不同剩余污泥接种量对超声-磁场耦合预处理污泥好氧消化的影响,以确定最优的污泥预处理比例。超声-磁场耦合破解污泥研究结果表明:(1)随着磁场强度的提高,超声-磁场耦合破解后污泥SCOD溶出率升高。在声能密度为0.5W/mL,破解时间为5min的条件下,磁场强度为1620Gs时经超声-磁场耦合预处理后污泥的SCOD,比单独超声破解后污泥的SCOD高1240mg/L。磁场在提高超声破解污泥效果的同时,不会额外的增加污泥预处理的能耗。(2)在破解时间为5min、磁场强度为840Gs的条件下,声能密度为1.4W/mL时,超声-磁场耦合破解后污泥的SCOD溶出率可达到41.6%,这比相同破解时间下声能密度为2.5W/mL时,单独使用超声破解后污泥的SCOD溶出率(40.6%)高。磁场的联合使用可以有效地降低超声处理污泥的能耗。(3)破解时间在5min以内时,磁场对超声破解污泥的促进作用较明显。当破解时间为2min、声能密度为0.5W/mL、磁场强度为840Gs时,超声-磁场耦合破解后污泥的SCOD比相同条件下单独使用超声破解后污泥的SCOD多33.0%。超声-磁场耦合预处理对污泥好氧消化的影响研究表明,好氧消化结束时,经超声-磁场耦合预处理(0.5W/mL、5min、840Gs)的污泥,其MLSS与MLVSS减少量分别为42.7%、51.1%,均多于对照实验和经超声单独预处理的污泥。接种量对超声-磁场耦合预处理污泥好氧消化的影响研究表明,在声能密度、破解时间和磁场强度分别为0.5W/mL、10min、1300Gs的超声-磁场耦合预处理条件下,60%的剩余污泥接种量为最优选择,其污泥样品好氧消化稳定时间比不经预处理的空白对照组提前2d。