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随着我国污水处理量增加和出水水质标准提高，污泥处理处置问题日益突出，除了传统的脱水问题外，污泥臭味控制和物质回收也越来越受到关注。针对这些问题，研究了超声强化Fenton氧化改善污泥脱水性能、控制恶臭及回收资源物质的效果和机理，并开发了成套工艺。主要研究成果如下：相同的脱水性能改善时，超声强化Fenton氧化的Fe2+和H2O2投加量比普通Fenton氧化降低66.7%和75.0%，反应时间降低75.0%。采用响应面法分析得出处理最优条件为：声能密度77.03W/L、Fe2+和H2O2投加量0.28g/L和0.58g/L、处理时间0.71h，实验验证此时污泥毛细吸水时间为10.2s，比未处理污泥降低92.21%。超声强化Fenton氧化处理过程中还原性硫化物最大释放速率和释放潜能比未处理污泥分别降低88.36%和83.76%，处理后静置24h，未处理污泥的还原性硫化物释放潜能依旧高达468.72μg/L污泥，而超声强化Fenton氧化处理后污泥仅为52.23μg/L污泥。超声波强化Fenton氧化处理过程中羟基自由基产生量比普通Fenton氧化增加了2.74倍，从而促进污泥结构破解和有机物溶出。处理1.5h后污泥体平均粒径从50.94μm降低到35.97μm，上清液中SCOD、多聚糖和蛋白质分别增加了5.37、6.50和1.55倍。针对处理后污泥的特点，开发了超声强化Fenton氧化处理污泥物质回收技术工艺。处理后污泥经过碱破解，93.35%磷浓缩在残渣中，酸破解和再沉淀后生产出了高附加值的磷酸铁产品；50.80%的氮元素溶解到碱破解液中，膜分离得到高含氮腐殖酸浓缩液，可生产液态肥。超声强化Fenton氧化处理可以大大降低Fenton试剂的使用量和处理时间，改善污泥脱水性能，控制污泥臭味释放，同时有效回收污泥中的资源物质，为污泥减量化和产品化提供了一种新的思路。