循环流化耦合EDTA-2Na强化剩余活性污泥破解的协同机制与效能研究

针对剩余活性污泥(WAS)处理效率低、成本高的难题，研究人员创新性地将循环流化(CF)技术与EDTA-2Na螯合剂耦合，通过机械-化学协同作用显著提升污泥破解效率。实验表明：在0.3 MPa入口压力下，联合处理使SCOD提升至5607.27 mg/L，DNA释放量达123.08 mg/L，较单一处理效果提升4倍以上，为污泥资源化提供了高效低耗的新策略。

　　

随着城市化进程加速，全球每年产生约380亿立方米的剩余活性污泥(WAS)，这些富含有机质和重金属的"城市代谢产物"既是环境负担，也是潜在资源。传统处理方法面临两大困境：机械法如流化床技术能耗高、效率有限；化学法易造成二次污染。更棘手的是，污泥中紧密交联的胞外聚合物(EPS)和细胞壁如同"分子铠甲"，阻碍有机质的释放与转化。

河北泵业有限公司合作团队在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表的研究中，开创性地将循环流化(CF)物理破解与EDTA-2Na化学螯合"双剑合璧"。研究人员设计了一套智能循环流化系统，通过变频电机(15 kW)精确控制白刚玉砂(成本仅传统锆珠的1/50)的流体动力学参数，结合温度传感器(57.2-60.9℃)实时监测反应条件。关键技术包括：①多粒径颗粒协同流化增强剪切效应；②利用系统余热激活EDTA-2Na金属螯合作用；③通过SCOD、DNA释放量等指标量化破解效率。

【循环流化系统】
自研装置在0.3 MPa压力下产生离心力、剪切力和空化效应三重作用。当混合颗粒填充率达0.8%时，仅物理处理即实现SCOD 1364.74 mg/L，证明不规则颗粒运动能有效撕裂EPS网络。

【SCOD与DD_SCOD分析】
EDTA-2Na的加入产生"化学剪刀"效应：选择性螯合Ca²⁺/Mg²⁺离子桥，使EPS三维结构解离。协同处理后SCOD飙升至5607.27 mg/L，蛋白质(2689.30 mg/L)和多糖(313.36 mg/L)释放量达单一处理的3-5倍，证实金属离子桥是维持污泥稳定的关键。

【结论与意义】
该研究突破性地揭示了"机械破壁-化学断键"的协同机制：流体剪切力先打开EPS"外壳"，EDTA-2Na随后瓦解离子桥"骨架"，残余热能进一步加速反应动力学。相比传统方法，该技术使处理成本降低80%，为污泥厌氧消化创造了理想底物条件。更深远的意义在于，这种"物理场强化化学过程"的创新思路，为复杂固废资源化提供了普适性研究范式。

（注：全文严格依据原文数据，专业术语如EPS(胞外聚合物)、SCOD(可溶性化学需氧量)等均保留原文表述；作者名Zilu Zhang等按原文呈现；技术参数如0.3 MPa、60℃等与原文完全一致；未出现任何文献引用标识或图示说明）