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        Mn2+催化臭氧氧化活性污泥強(qiáng)化溶胞

        2022-03-09 00:42:42韋婷婷王先愷詹詠陳思思董濱
        化工進(jìn)展 2022年2期
        關(guān)鍵詞:催化劑

        韋婷婷,王先愷,詹詠,陳思思,董濱

        (1 同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,上海 200092;2 上海理工大學(xué)環(huán)境與建筑學(xué)院,上海 200093;3 中國長江三峽集團(tuán)有限公司長江生態(tài)環(huán)境工程研究中心,北京 100038)

        隨著城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的完善和污水量的與日俱增,基于活性污泥法處理市政污水所產(chǎn)生的剩余污泥量也大幅增加。截至2019 年底,我國累計(jì)有污水處理廠約10000座,污水處理量達(dá)到2.2×10m3/d,年剩余污泥產(chǎn)量達(dá)到了數(shù)千萬噸,對(duì)其進(jìn)行減量化處理至關(guān)重要。污泥原位減量可從源頭上減少剩余污泥的體積,從而降低其在后續(xù)濃縮、運(yùn)輸、調(diào)理、脫水等處理處置過程的成本和能耗,是具有前景的污泥處理技術(shù)。

        臭氧氧化污泥減量技術(shù)利用溶胞-隱性生長原理,可促使懸浮固體分解、顆粒組分增溶和微生物胞內(nèi)可溶性有機(jī)物大量釋出,將其回流至生物反應(yīng)池可被系統(tǒng)內(nèi)微生物利用,從而達(dá)到原位減量的目的。Yasui 等在1994 年首次提出向活性污泥法曝氣池中回流臭氧氧化后的污泥(臭氧旁路處理)可使剩余污泥量減少1/3,后來的大量研究也證實(shí)臭氧氧化可應(yīng)用于污泥減量,并在中試規(guī)模和實(shí)際應(yīng)用中取得了一定的成效。本文作者團(tuán)隊(duì)在前期研究中發(fā)現(xiàn)臭氧含量為75mg/g、污泥齡為10 天條件下的臭氧旁路處理為適宜的工藝條件,此時(shí)系統(tǒng)出水水質(zhì)良好,剩余污泥減量12%,生物污泥沉降與脫水性能未受明顯影響。為了進(jìn)一步節(jié)省臭氧氧化污泥的成本、促進(jìn)該工藝的工程化應(yīng)用,提高臭氧氧化效率十分重要。

        臭氧催化氧化是利用均相或非均相催化劑強(qiáng)化臭氧氧化過程,其中Mn作為均相催化劑可以促進(jìn)臭氧分解生成·OH或與有機(jī)物結(jié)合形成絡(luò)合物提高臭氧化過程的氧化能力,目前已廣泛應(yīng)用于污水處理、冶金工業(yè)等領(lǐng)域。Zhou等利用Mn/HO/O催化氧化處理大分子有機(jī)物降解形成的乙酸,相比于采用單一臭氧化或Mn/O、HO/O處理,降解率顯著。Li 等利用Mn/O預(yù)處理氰化尾礦發(fā)現(xiàn),Mn被氧化成高價(jià)錳離子能提高反應(yīng)速率并促進(jìn)臭氧氧化。林肯利用Mn/O處理石化廢水的研究得出,在酸性條件下錳離子更易促進(jìn)臭氧分解羥基自由基提高氧化效果??梢娋啻呋粞跹趸娠@著提升臭氧的氧化能力,在單一液相中對(duì)難降解有機(jī)污染物或有毒有害物質(zhì)的氧化降解效果明顯。由于Mn是污水處理系統(tǒng)中常見的金屬之一,毒性較低,也是參與微生物生命活動(dòng)必需的微量元素,將Mn/O催化氧化用于對(duì)活性污泥的預(yù)處理有望提升臭氧氧化污泥的效率,降低臭氧用量,進(jìn)一步強(qiáng)化臭氧氧化污泥減量,然而目前并沒有相關(guān)研究。此外,活性炭和活性焦也被報(bào)道為常用催化劑,在提升臭氧氧化污泥的效率上也具有一定潛力。

        本研究基于臭氧氧化污泥溶胞技術(shù),通過添加各催化劑活性炭、活性焦和Mn強(qiáng)化臭氧氧化效果,鑒別較適宜催化劑,并探究其催化臭氧氧化對(duì)活性污泥溶胞碳源釋放以及有機(jī)組分遷移轉(zhuǎn)化的影響,進(jìn)一步揭示活性污泥中其催化臭氧氧化機(jī)理,為后續(xù)基于臭氧旁路處理的污泥原位減量工藝的優(yōu)化提供新的思路和理論支持。

        1 材料與方法

        1.1 實(shí)驗(yàn)材料

        實(shí)驗(yàn)所用的活性污泥取自上海市某污水處理廠曝氣池,樣品取回后置于4℃冰箱,其基本理化性質(zhì)的測(cè)定在樣品恢復(fù)常溫時(shí)進(jìn)行?;钚晕勰嗟幕旌弦簯腋」腆w濃度(MLSS)為2275~2570mg/L,混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度(MLVSS)/MLSS 為78%~81%,pH 為6.98~7.10。實(shí)驗(yàn)過程中所用的試劑均為分析純,其中均相催化劑選擇Mn,采用MnCl·4HO 粉末配制含Mn濃度為1mol/L 的儲(chǔ)備液,實(shí)驗(yàn)時(shí)取相應(yīng)量加入到活性污泥中攪拌均勻。非均相催化劑選擇活性炭和活性焦,實(shí)驗(yàn)時(shí)稱量適量取用。

        1.2 實(shí)驗(yàn)裝置與方法

        采用有效容積為2L 的臭氧催化氧化反應(yīng)器為反應(yīng)主體,反應(yīng)裝置如圖1所示。裝置主要由臭氧發(fā)生器、臭氧催化氧化接觸反應(yīng)器和尾氣吸收裝置組成。其中臭氧發(fā)生器(青島愛康環(huán)保科技有限公司)設(shè)有臭氧氣體分析儀和流量計(jì),可實(shí)時(shí)檢測(cè)臭氧濃度和產(chǎn)氣流量。臭氧催化氧化接觸反應(yīng)器底部設(shè)有微孔曝氣頭,頂部設(shè)連接管與尾氣吸收裝置相連接。吸收液為碘化鉀(KI)溶液,最終參與反應(yīng)的臭氧總量由進(jìn)氣量減去尾氣吸收量衡算所得。

        圖1 催化臭氧氧化實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行示意圖

        實(shí)驗(yàn)過程分為單因素實(shí)驗(yàn)和機(jī)理探究兩部分。單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)定臭氧投加總量為75mgO/gVSS(氣體流量設(shè)為1L/min,臭氧質(zhì)量濃度設(shè)為40mg/L,通入時(shí)間以污泥MLVSS 計(jì)),此劑量依據(jù)本文作者課題組前期研究而定,均相催化劑Mn和非均相催化劑活性炭、活性焦投加量根據(jù)文獻(xiàn)[15-17]分別設(shè)置9組進(jìn)行梯度投加,具體投加量如表1所示,每組設(shè)置3 個(gè)平行。機(jī)理探究部分根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果最終選擇Mn為催化劑,最佳投加量為1.5mmol/L。以原泥作為空白組,以單獨(dú)投加臭氧作為實(shí)驗(yàn)對(duì)照組,對(duì)反應(yīng)后污泥相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定并探究Mn催化臭氧化污泥溶胞的機(jī)理。

        表1 三種催化劑的投加量設(shè)置

        1.3 分析方法

        (1)常規(guī)指標(biāo) 溶解性化學(xué)需氧量(SCOD)采用離心法預(yù)處理,反應(yīng)后的混合液在4500r/min的條件下,離心10min取上清液過0.45μm濾膜后,按照國家環(huán)境保護(hù)總局推薦的重鉻酸鉀法測(cè)定;膠態(tài)分散穩(wěn)定性(ζ-電位) 采用zeta 電位儀(Malvern Zetasizer Nano ZS90)測(cè)定;污泥胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)的提取具體參考Liang 等的研究,其中緊密黏附EPS層(TB-EPS)的提取為避免破壞蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)采取陽離子交換樹脂(CER)法;EPS中溶解性多糖(polysaccharide)、蛋白質(zhì)(protein)和腐殖質(zhì)(humic)分別采用硫酸-蒽酮比色法、BCA(bicinchonininc acid)法和改良lowry 法通過酶標(biāo)儀(Epoch)測(cè)定,含量均以MLVSS 計(jì);·OH 的產(chǎn)量采用叔丁醇捕獲-乙酰丙酮分光光度法測(cè)定。

        (2)泥質(zhì)指標(biāo) 污泥樣品的MLSS 的測(cè)定采用重量法,MLVSS 通過馬弗爐進(jìn)行測(cè)定,pH 和溫度通過便攜式測(cè)定儀測(cè)定;污泥比阻(specific resistance of sludge, RSF) 和 毛 細(xì) 吸 水 時(shí) 間(capillary water absorption time,CST)分別采用抽濾法和便攜式CST 測(cè)定儀(TYPE304M)測(cè)定;污泥粒徑通過激光粒度儀(LA-960V2)進(jìn)行測(cè)定;污泥表面元素價(jià)態(tài)表征(XPS)利用儀器(Thermo Fisher Scientific EscaLab 250Xi)檢測(cè)完成。

        其中,污泥溶胞碳源釋放的效果用ΔSCOD 表征,即溶解性化學(xué)需氧量變化值,用式(1)計(jì)算。

        式中,SCOD為實(shí)驗(yàn)處理前污泥上清液中SCOD的質(zhì)量濃度,mg/L;SCOD為實(shí)驗(yàn)處理時(shí)刻后污泥上清液中SCOD的質(zhì)量濃度,mg/L。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 不同催化劑及投加量對(duì)催化臭氧氧化污泥碳源釋放的影響

        圖2為添加不同劑量活性炭、活性焦和Mn條件下臭氧氧化污泥碳源釋放情況?;钚蕴亢突钚越咕哂休^大的比表面積和較復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu),表面具有羥基等含氧官能團(tuán)和吡咯、吡啶、吡啶酮等含氮官能團(tuán),具有催化氧化功能。由圖2可知,活性炭催化臭氧氧化效果與投加量呈反比例關(guān)系,且與單獨(dú)臭氧氧化相比無促進(jìn)胞溶作用;而活性焦催化臭氧氧化作用隨投加量的變化波動(dòng)較大,與單獨(dú)臭氧化相比無明顯優(yōu)勢(shì),故上述兩種催化劑不作優(yōu)選。

        圖2 不同催化劑及投加量催化臭氧氧化污泥碳源釋放的效果

        進(jìn)一步由圖2可知,添加不同濃度的Mn對(duì)污泥碳源釋放的影響明顯。單獨(dú)通入臭氧時(shí),ΔSCOD 的值為19mg/L。這是由于臭氧作為強(qiáng)氧化劑,在與污泥接觸時(shí)首先作用于活性污泥細(xì)胞的細(xì)胞膜,使其破裂或溶解胞內(nèi)物質(zhì)溶出釋放至上清液中增加了SCOD 的濃度。在臭氧氧化過程中添加Mn后,污泥碳源的釋放量增加,表明Mn催化臭氧氧化對(duì)胞溶起到了積極的促進(jìn)作用,且作用效果在一定范圍內(nèi)與Mn濃度成正相關(guān)關(guān)系。進(jìn)一步地,當(dāng)Mn濃度為0~1.25mmol/L 時(shí),ΔSCOD 濃度呈緩慢上升的趨勢(shì),在Mn濃度為0.5mmol/L 時(shí),污泥碳源的釋放率約為單獨(dú)通入臭氧的2 倍。當(dāng)Mn濃度為1.5mmol/L 時(shí),污泥碳源釋放由47mg/L ΔSCOD迅速增加到76mg/L ΔSCOD,為單獨(dú)通入臭氧的4倍,再增加Mn濃度,ΔSCOD呈先下降后上升的趨勢(shì)。猜測(cè)催化臭氧氧化污泥溶胞過程除了直接氧化外,還會(huì)促進(jìn)產(chǎn)生·OH 等活性基團(tuán)氧化以及形成的高價(jià)錳離子的間接氧化過程等,使得胞內(nèi)物質(zhì)大量溶出。

        綜合考慮三種催化劑催化氧化污泥碳源釋放效果,研究選擇Mn為最佳催化劑,考慮過量Mn投加帶來的成本以及對(duì)處理后污泥回流至連續(xù)性運(yùn)行工藝的影響,選擇最佳投加量為1.5mmol/L,并進(jìn)一步探究其具體溶胞作用和機(jī)理。

        2.2 污泥絮體胞外聚合物(EPS)溶解性有機(jī)物的遷移和轉(zhuǎn)化

        研究表明,臭氧氧化和催化臭氧氧化屬于高級(jí)氧化反應(yīng),溶解性有機(jī)物可以通過反應(yīng)過程中的化學(xué)降解和礦化在EPS層發(fā)生遷移和轉(zhuǎn)化,由此EPS中的溶解性蛋白、多糖和腐殖質(zhì)的含量和分布也會(huì)隨之改變?;?.1節(jié)的數(shù)據(jù),以原泥為空白組、O組為對(duì)照組來探究最佳投加量1.5mmol/L Mn催化臭氧氧化對(duì)污泥中有機(jī)組分遷移和分布的影響,具體分析其在污泥胞外聚合物結(jié)構(gòu)緊密黏附的EPS層(tightly bonded EPS layer, TB-EPS)、松散附著的EPS層(loosely bond EPS layer,LB-EPS)和黏液層(soluble EPS layer,S-EPS)的含量分布情況,研究結(jié)果見圖3和圖4。

        由圖3(d)可知,與空白組相比,O組和O+Mn組污泥EPS 層主要有機(jī)組分含量大幅度增加,分別為空白組的1.44 倍和2.74 倍,進(jìn)一步驗(yàn)證了O+Mn對(duì)污泥的破胞以及絮體的破壞作用。具體來看,溶解性蛋白質(zhì)含量的增加最為顯著[圖3(a)],總量由空白組的71.31mg/g增加至O組的137.03mg/g和O+Mn組的318.81mg/g,且在各層均呈顯著梯度增加的趨勢(shì),S-EPS 層尤為明顯。說明經(jīng)處理后,一方面氧化作用使細(xì)胞破裂胞內(nèi)物質(zhì)大量溶出;另一方面O+Mn組可能由于Mn對(duì)混合液中蛋白類有機(jī)物的螯合作用增加了EPS 層的蛋白總量。腐殖質(zhì)的含量變化[圖3(c)]與蛋白質(zhì)有一定的相似性,三組腐殖質(zhì)總量分別為2.87mg/g、5.06mg/g和10.39mg/g,其中O+Mn組中LB-EPS 層腐殖質(zhì)增加含量最為顯著,約為空白組的10 倍。溶解性多糖的含量變化[圖3(b)]較為平穩(wěn),但O+Mn組中總多糖含量較空白組有下降,約減少13mg/g MLVSS,主要體現(xiàn)在TB-EPS層。

        圖3 空白組、O3組和O3+Mn2+組污泥絮體EPS中有機(jī)組分的含量

        進(jìn)一步由圖4可知,Mn催化臭氧氧化和單獨(dú)臭氧氧化對(duì)污泥EPS中主要有機(jī)組分的組成分布產(chǎn)生了較為顯著的影響。三組的溶解性蛋白占總有機(jī)組分的比例分別為51.66%、69.05%和83.92%,多糖占比為46.27%、28.38%和13.34%,腐殖質(zhì)占比為2.08%、2.55%和2.74%。由此可知,總?cè)芙庑缘鞍踪|(zhì)的分布變化最為明顯,O+Mn組與O組相比增加了14.87%,與空白組相比增加了32.26%。總腐殖質(zhì)分布情況與蛋白質(zhì)相似,呈逐漸增加的趨勢(shì)。總?cè)芙庑远嗵欠植稼厔?shì)則相反,占比下降,空白組分別為O組和O+Mn組的1.6 倍和3.5 倍。多糖是EPS層的骨架,催化氧化處理較大地改變了活性污泥EPS層組分含量和分布,對(duì)其結(jié)構(gòu)可能有一定程度的破壞,導(dǎo)致總多糖含量發(fā)生變化。

        圖4 空白組、O3組和O3+Mn2+組污泥絮體EPS中有機(jī)組分的組成分布

        2.3 不同處理后污泥樣品的基本性質(zhì)

        污泥比阻(RSF)和毛細(xì)吸水時(shí)間(CST)是衡量污泥脫水性能的指標(biāo),污泥比阻越大、毛細(xì)吸水時(shí)間越長,表明污泥的脫水性能越差。zeta電位可用來評(píng)價(jià)離子分散體系的穩(wěn)定性,zeta電位絕對(duì)值越小,體系越趨向于凝結(jié)或凝聚。污泥顆粒通常表面帶有負(fù)電荷,會(huì)吸附帶有正電荷的離子并進(jìn)一步與水分子結(jié)合,增強(qiáng)污泥的蓄水性,故zeta 值的變化會(huì)影響活性污泥的基本性質(zhì)。

        空白組、O組和O+Mn組的污泥比阻、毛細(xì)吸水時(shí)間和zeta 電位結(jié)果如圖5所示。與空白組相比,O組和O+Mn組的污泥比阻均略有增加,但增加幅度較??;與O組相比,O+Mn組污泥比阻稍有下降,表明Mn催化臭氧氧化對(duì)于污泥脫水性能的改善程度較小。三組的污泥毛細(xì)吸水時(shí)間分別為14.3s、15.1s和15.3s,與比阻的變化趨勢(shì)較為一致。污泥的脫水性能和EPS含量組成和分布有較強(qiáng)的相關(guān)性,尤其與EPS 層的蛋白和多糖的含量有關(guān),結(jié)合2.2節(jié)的討論,O組和O+Mn組污泥脫水性能的下降與前人的研究成果相符,但O+Mn組S-EPS層的蛋白質(zhì)含量大幅度增加卻沒有造成脫水性能的嚴(yán)重惡化可能是由于其多糖含量的下降。

        由圖6中三組污泥粒徑的變化情況可知,經(jīng)臭氧氧化和Mn催化臭氧氧化后,直徑范圍為10~40μm 的粒徑頻度降低,污泥粒徑整體趨向于增大,這與zeta 電位值的變化有很強(qiáng)的相關(guān)性。圖5 中zeta 電 位 絕 對(duì) 值 分 別 為(-17.8±0.38)mV、(-13.4±0.42)mV 和(-12.4±0.06)mV。結(jié)果表明,經(jīng)臭氧氧化后,污泥顆粒間靜電斥力變小,而Mn作為金屬離子本身帶有正電荷且對(duì)有機(jī)物分子具有一定的螯合作用,因此催化臭氧氧化后的污泥較單獨(dú)臭氧氧化穩(wěn)定性更低,污泥粒徑趨向于絮凝,導(dǎo)致污泥粒徑整體增大。這在一定程度上可能改善文獻(xiàn)中提到的臭氧氧化污泥破解導(dǎo)致的污泥絮凝沉降性能下降、出水SS略有上升的問題。

        圖5 空白組、O3組和O3+Mn2+組污泥比阻、毛細(xì)吸水時(shí)間和zeta電位對(duì)比

        圖6 空白組、O3組和O3+Mn2+組污泥粒徑的分布示意圖

        綜合而言,Mn催化臭氧氧化污泥提高了溶胞率,使其在臭氧低劑量通入條件下達(dá)到高劑量臭氧氧化的效果的同時(shí)改善污泥沉降絮凝性能;高效氧化劑在應(yīng)用于系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)還可進(jìn)一步去除臭氧難降解有機(jī)物,提高出水水質(zhì),與單獨(dú)臭氧化相比有一定優(yōu)勢(shì),具體可行性方案有待下一步連續(xù)性工藝運(yùn)行研究。

        2.4 Mn2+催化臭氧氧化混合相活性污泥的機(jī)理

        臭氧與有機(jī)物反應(yīng)的途徑分為兩種:直接氧化和間接氧化。前者為臭氧分子直接與有機(jī)物中的不飽和鍵反應(yīng),后者為臭氧在分解過程中會(huì)生成如羥基自由基(·OH)、過氧自由基離子(·O)、超氧自由基離子(·O)等活性自由基與有機(jī)物發(fā)生反應(yīng),其中·OH 是引發(fā)鏈?zhǔn)介g接反應(yīng)的產(chǎn)物和主要活性物質(zhì)。Mn作為均相催化劑參與臭氧氧化過程對(duì)促進(jìn)污泥溶胞的機(jī)理猜想如圖7所示,分別為促進(jìn)臭氧氧化過程中羥基自由基的生成和被污泥或胞溶物吸附形成有機(jī)螯合物后進(jìn)一步提高臭氧氧化效率。

        圖7 Mn2+催化臭氧氧化污泥溶胞機(jī)理示意

        研究通過用叔丁醇(BuOH)來確定臭氧氧化和催化臭氧氧化過程中·OH的產(chǎn)量。叔丁醇與水互溶,具有較高的·OH反應(yīng)速率常數(shù)[=6×10L/(mol·s)],并且?guī)缀醪慌c臭氧反應(yīng)[=1×10L/(mol·s)],故加入過量的叔丁醇使其捕獲·OH 的速率遠(yuǎn)超污水能夠捕獲·OH 的總反應(yīng)速率。通過測(cè)定叔丁醇與·OH反應(yīng)生成的穩(wěn)定產(chǎn)物甲醛來間接測(cè)定·OH的產(chǎn)量,在臭氧氧化體系中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法則·OH 的產(chǎn)量為甲醛的2倍,再利用乙酰丙酮分光光度法測(cè)定甲醛的產(chǎn)量。O組和O+Mn組·OH 產(chǎn)量隨臭氧通入時(shí)間的變化如圖8所示,在兩組實(shí)驗(yàn)中,隨著臭氧通入時(shí)間的延長即臭氧通入總量的增加,·OH 的產(chǎn)量逐漸增加。其中,O組·OH 產(chǎn)量增加趨勢(shì)先快后慢最后趨于平緩,維持在(1.15±0.013)μmol 的水平。與O組相比,O+Mn組在臭氧通入30s 時(shí)的·OH 產(chǎn)量為1.021μmol,約為O組同時(shí)刻的2倍,說明Mn的加入在反應(yīng)初期能迅速誘導(dǎo)臭氧分解通過一系列反應(yīng)產(chǎn)生·OH;隨著臭氧通入時(shí)間的延長,·OH的產(chǎn)量呈螺旋式上升趨勢(shì),在(1.40±0.05)μmol波動(dòng)。整體而言,O+Mn組·OH產(chǎn)量隨時(shí)間變化均高于O組,為O組的1.15~1.74倍,表明Mn催化氧化促進(jìn)污泥碳源釋放的機(jī)理之一為通過誘導(dǎo)O分解提高·OH產(chǎn)量促進(jìn)間接氧化過程。

        圖8 O3組和O3+Mn2+組·OH產(chǎn)量對(duì)比

        進(jìn)一步地,鑒于Mn可能被臭氧氧化成更高價(jià)態(tài)的Mn、Mn和Mn,其具有更高的氧化有機(jī)物的能力,推測(cè)還會(huì)發(fā)生的反應(yīng)見式(2)~式(5)。

        根據(jù)O+Mn組上清液微微呈棕黃色也初步證實(shí)了這一點(diǎn)。圖9 是臭氧催化氧化反應(yīng)過程后Mn 2p軌道的XPS圖譜。催化劑的Mn 2p的峰出現(xiàn)在653.56eV 附近,Mn 2p的峰是由Mn、Mn和Mn的混合價(jià)態(tài)形成的峰混合而成,其峰值分別出現(xiàn)在641.1eV、642.62eV 和645.91eV 附近。由此可知在高級(jí)催化氧化反應(yīng)過程中出現(xiàn)了+3 價(jià)和+4 價(jià)的錳離子,Mn占主要比例,Mn與Mn、Mn的積分比例分別為75.4%和67.5%。由此可知,反應(yīng)過程中存在高價(jià)錳離子對(duì)催化臭氧化效果的強(qiáng)化作用。

        圖9 催化劑Mn2+經(jīng)臭氧催化后的Mn 2p XPS圖譜

        3 結(jié)論

        (1)Mn催化臭氧氧化污泥可促進(jìn)污泥碳源的釋放,促進(jìn)效果與Mn添加量呈正相關(guān),綜合考慮較佳投加量為1.5mmol/L。

        (2)Mn催化促進(jìn)臭氧氧化效果主要是通過誘導(dǎo)臭氧分解促進(jìn)·OH 的生成,其次還存在高價(jià)錳離子的強(qiáng)化氧化作用。

        (3)Mn催化臭氧氧化對(duì)EPS中主要有機(jī)物的遷移轉(zhuǎn)化影響較為顯著,尤其促進(jìn)污泥胞內(nèi)蛋白質(zhì)的釋放,但整體對(duì)污泥的基本理化性質(zhì)影響較小,基本與單獨(dú)臭氧氧化維持在同一水平,對(duì)后續(xù)應(yīng)用于污泥原位減量連續(xù)性工藝有較大的可行性和實(shí)際意義。

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