3月8日,6774澳门永利楊家寬教授團隊在水環境領域的國際頂級學術期刊《Water Research》發表了題為《市政污泥芬頓試劑與石灰複合調理過程中的鐵元素作用機理與pH優化研究》的研究論文(Wenbo Yu, Jiakuan Yang*, Yafei Shi, Jian Song, Yao Shi, Jun Xiao, Chao Li,Xinyu Xu, Shu He, Sha Liang, Xu Wu, Jingping Hu. Roles of iron species and pH optimization on sewage sludge conditioning with Fenton's reagent and lime. Water Research, 2016, 95, 124–133.)。
Water Research是國際水協(International Water Association)旗下的水環境領域的頂級學術期刊,2015年公布的影響因子為5.528。楊家寬教授團隊的2014級博士生虞文波與時亞飛博士後為該文章的共同第一作者,楊家寬教授為通訊作者。市政污泥是污水處理的副産物,2015年全國預計年産污泥約613.2萬噸幹污泥,折合含水率為80%的濕污泥約3066萬噸。如何高效脫水處理與處置是污水處理行業的熱點與瓶頸問題。傳統的PAM絮凝劑配合離心機或帶式壓濾機隻能将污泥含水率降至80%左右,難以達到《城鎮污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質》(GB/T 23485-2009)标準中用于混合填埋的指标要求(污泥含水率≤60%)。因此,污泥調理與脫水方法亟待突破,以滿足泥餅含水率低于60%的要求。
芬頓試劑作為一種常規的高級氧化技術廣泛用于污水處理行業,但是其需要預酸化和産生大量含鐵沉澱物,制約着該技術的應用。該論文在課題組前期的研究基礎上,将預處理酸化,芬頓調理,加堿中和等全過程pH控制綜合考慮,以實現泥餅含水率低于60%的深度脫水目标,降低藥劑投加量為約束條件。經過表面響應法優化,發現芬頓試劑調理污泥無需酸化前處理(初始pH=6.75),配合常規闆框脫水設備就可以将污泥含水率降至60%以下,達到深度脫水的目的,并且最終濾液接近中性(脫水濾液pH=6.60)。本文提出了芬頓試劑調理污泥過程中兩步調理新理論:首先高級氧化破壞污泥胞外多聚物的親水結構并釋放結合水,然後粒徑減小的污泥細顆粒在Fe(III)作用下團聚實現微觀結構的重構,進一步改善污泥的脫水性能。發現了芬頓高級氧化調理污泥後,污泥顆粒粒徑小于原泥的粒徑,這與傳統污泥絮凝理論中污泥顆粒粒徑團聚長大的現象相矛盾。
楊家寬教授課題組過去10多年來,一直緻力于污泥深度脫水處理處置及資源化利用研究,取得了一系列成果(Chemical Engineering Journal, 2015, 270, 572–581;Desalination and Water Treatment, 2015, 53(10): 2655-2663;RSC Advances, 2015, 5, 102332–102339;Water Research, 2014, 59: 239-247;International Journal of Environmental Science and Technology, 2014, 11, 233-240;Construction and Building Materials, 2013, 48, 398-405;Journal of Hazardous Materials, 2013, 258-259, 144-150;Chemosphere, 2012, 88(2), 235-239.),獲得國内外同行的廣泛關注和好評。

