氫氧化鎂對剩余污泥堿性發酵及脫水性能的影響研究

剩余污泥處理是污水處理廠面臨的一項重大挑戰。傳統的污泥處理方法存在能耗高、處理效率低等問題。堿性發酵作為一種新興的污泥處理技術，可以提高污泥的生物降解率，同時促進污泥的脫水性能。氫氧化鎂（Mg(OH)?）作為一種堿性物質，被用于改善污泥的堿性發酵過程，并增強其脫水性能。本文旨在探討氫氧化鎂對剩余污泥堿性發酵及脫水性能的影響。

實驗材料與方法

實驗材料

• 剩余污泥：取自污水處理廠的剩余污泥。
• 氫氧化鎂：作為堿性調節劑，用于提高污泥的pH值。
• 其他試劑：包括用于檢測的化學試劑、營養鹽等。

實驗方法

1. 污泥預處理：將收集的剩余污泥進行初步處理，去除大顆粒物質，調節至適宜的固體濃度。
2. 氫氧化鎂添加：向污泥中添加不同濃度的氫氧化鎂，通過攪拌使其均勻分布。
3. 發酵實驗：將處理后的污泥置于發酵罐中，在控制條件下進行堿性發酵實驗。監測發酵過程中pH值、揮發性脂肪酸（VFA）含量、產氣量等指標的變化。
4. 脫水實驗：發酵結束后，對污泥進行脫水實驗，測定脫水前后的含水率、比阻（SVI）等參數，評估脫水性能。

結果與討論

1. 堿性發酵效果
• pH值變化：隨著氫氧化鎂添加量的增加，污泥的pH值升高，為堿性發酵提供了有利的環境。
• VFA含量：氫氧化鎂的存在促進了有機物的水解和酸化過程，提高了揮發性脂肪酸的含量，有利于后續的厭氧消化。
• 產氣量：適當的氫氧化鎂添加量可以提高產氣量，表明氫氧化鎂有助于增強污泥的生物降解能力。
2. 脫水性能
• 含水率：氫氧化鎂處理后的污泥比未處理的污泥具有更低的含水率，表明氫氧化鎂有助于改善污泥的脫水性能。
• 比阻（SVI）：氫氧化鎂處理后污泥的比阻顯著降低，意味著污泥的脫水性能得到改善。這是因為氫氧化鎂的加入破壞了污泥顆粒間的膠體結構，使得污泥更容易脫水。
• 濾餅質量：處理后的污泥形成的濾餅更加緊實，易于處理和運輸。

機理分析

• pH值調節：氫氧化鎂可以提高污泥的pH值，創造有利于堿性發酵的條件。
• 膠體結構破壞：氫氧化鎂能夠破壞污泥中的膠體結構，降低污泥的粘度，從而改善其脫水性能。
• 促進生物降解：氫氧化鎂的存在有助于促進有機物的水解和酸化，提高VFA含量，進而提高生物降解效率。

氫氧化鎂的添加可以顯著改善剩余污泥的堿性發酵效果和脫水性能。適當的氫氧化鎂添加量能夠提高污泥的pH值，促進有機物的水解和酸化，增加VFA含量，并改善污泥的脫水性能。這一研究為污水處理廠提供了提高剩余污泥處理效率的新途徑。