采用次氯酸盐氧化法制备高铁酸钾,探讨了反应时间、反应温度和提纯条件对产品纯度和产率的影响。实验发现,在冰水浴的条件下,反应时间为60min时,高铁酸钾的产率和纯度最大。对粗产品进行提纯时,采用1mol/L KOH溶液冲洗滤饼可有效去除其中的杂质；在低温条件下,强烈搅拌15min时,高铁酸钾晶体析出充分。此外,用XRD FT-IR对制得的产品进行定性分析,证明所得产品为高铁酸钾晶体。采用亚铬酸盐滴定法对高铁酸钾进行定量分析,测得最佳制备条件下高铁酸钾的产率为(82.19±1.37)%,纯度为(72.34±1.14)%。通过投入不同剂量的高铁酸钾于剩余活性污泥中,研究高铁酸钾对污泥絮体性质和脱水性能的影响作用,并分析污泥絮体性质和脱水性能之间的关系。污泥絮体性质的研究包括絮体粒径的变化、污泥EPS含量的变化以及EPS中蛋白质和多糖含量的变化。脱水性能的研究包括过滤脱水速率(以CST表征)以及脱水程度(离心泥饼含固率)。实验结果表明,高铁酸钾的强氧化性可以破坏污泥絮体结构,提高污泥的机械脱水程度；但同时污泥EPS含量和LB-EPS含量增加,对污泥过滤脱水速率有负面影响。高铁酸钾氧化分解生成的Fe(OH)3具有絮凝能力,可以使污泥颗粒重新絮凝,提高污泥的沉降性能。统计分析表明,污泥的脱水性能与EPS总量、LB-EPS和TB-EPS质量比值(m LB/m TB)、 LB-EPS含量以及LB-EPS中的蛋白质和多糖呈显著正相关,与TB-EPS含量以及TB-EPS中的蛋白质呈显著负相关,与EPS中的蛋白质/多糖以及TB-EPS中的多糖则没有相关性。将高铁酸钾与剩余活性污泥按不同的比例混合均匀后,对污泥进行氧化分解实验,并根据污泥上清液中SCOD、 TP及NH3-N等指标的变化,分析了高铁酸钾对污泥的破解效果。结果表明,高铁酸钾能够有效分解污泥。当高铁酸钾的投入比增加时,污泥得SS会随之减少。加入0.16g/gSS高铁酸钾时,污泥上清液中SCOD、NH3-N及TP的含量分别比对照增加了约(6±1.74)倍、(7.4±1.72)倍和(2.2±0.97)倍。实验将0.81g/gSS高铁酸钾与活性混合均匀后进行污泥厌氧消化实验,并根据反应器中污泥的SCOD、VFA、TCOD去除率等指标随消化时间的变化规律,分析高铁酸钾对污泥消化性能的影响。研究表明,与未经处理的污泥相比较,经高铁酸钾预处理后污泥的SCOD含量和VFA含量都得到了显著提高。高铁酸钾预处理可以显著提高厌氧消化污泥中有机质的去除率,消化时间为15d时,未经处理污泥TCOD的去除率仅为(1.72±0.03)%；而经处理后污泥TCOD去除率可达(31.67±0.41)%。经高铁酸钾预处理后污泥TSS的去除率显著高于未经处理污泥的TSS去除率,经处理的污泥在消化时间为15d时TSS去除率为(9.93±0.21)%,而未经处理污泥在消化时间为25d时TSS去除率才达到(9.88±0.17)%。
