超声强化铁碳/过硫酸盐耦合系统对剩余污泥的脱水与资源化机制研究

本综述系统阐述了超声(US)协同铁碳(Fe-C)激活过硫酸盐(PDS)耦合体系在剩余污泥(WAS)处理中的突破性进展。该体系通过超声空化与Fe-C微电解的双重激活作用，显著提升污泥脱水性能(SRF降低88.2%)并释放高价值碳源(SCOD达630.64mg/L)。研究揭示了O2•?与1O2主导的自由基/非自由基协同氧化机制，为污泥资源化提供了创新技术路径。

　　

亮点

• Fe-C/PDS/US体系使污泥滤饼含水率降至61.71%

• 超声双重激活作用促进Fe溶出与PDS活化

• O₂^•?(37.00%)和¹O₂(43.17%)主导氧化过程

• 短链脂肪酸(SCFAs)产量提升96.7%

材料来源与化学品

本实验所用浓缩原污泥(RS)取自威海市环翠污水处理厂。所有化学品包括还原铁粉(98%，400目)、菲啰啉(98%)等均购自上海阿拉丁试剂有限公司。

Fe-C催化剂表征分析

如图1a所示，Fe-C的扫描电镜(SEM)图像显示铁和碳成功负载于基质，生物炭有效防止铁颗粒聚集且分布均匀。EDS元素分析表明铁碳元素分布与催化剂结构高度吻合。

结论

Fe-C/PDS/US体系在最佳条件下实现污泥比阻(SRF)降低83.68%，SCOD提升至630.64mg/L。超声的双重激活效应促进铁溶出并降低PDS活化能，通过裂解-氧化协同作用将TB-EPS降解为S-EPS，同时显著提升高价值碳源SCFAs的产量。