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堆填的陳化污泥具有高含水、高有機質、高污染物和低力學性能的特點，導致堆填場地質災害風險高、生態環境污染威脅大和擴容難。脫水固結是陳化污泥安全處置中的關鍵環節和亟需解決的難題。目前，陳化污泥的氧化改性方法具有效果好和成本低等優點，但存在對污泥固相聚合體-污泥液相-氧化性物質相互作用機制認識不清的問題，導致氧化改性作用效果與試劑添加量無法定量預測。
圍繞陳化污泥難以高效深度脫水的工程難題，中國科學院武漢巖土力學研究所科研人員研究了陳化污泥物理化學特性，發現陳化污泥上清液加黏液中，可溶性有機物含量越少，相對腐質化程度越高，Zeta電位的絕對值越大，陳化污泥過濾性越高；揭示了氧化改性下有機質遷移礦化促進陳化污泥脫水固結作用機理，陳化污泥脫水性的改善是由于適度的氧化改性作用，當上清液加黏液層溶液中蛋白質的礦化量大于遷入量時，樣品脫水性提高（圖1）；構建了基于陳化污泥關鍵特性的氧化試劑添加量估算模型，控制陳化污泥氧化改性的關鍵特性為有機質含量、聚合體粒徑、可脫水程度和屈服應力（圖2）。研究結果突破了現有陳化污泥氧化改性試劑適應性不強、添加量與處理效果不明確的現狀，可為污泥堆填場陳化污泥的氧化改性-脫水固結工藝設計提供理論指導和技術支撐。
相關研究成果發表在Journal of Hazardous Materials、Separation and Purification Technology和巖土力學等本領域權威期刊上，研究工作獲得國家自然科學基金項目（51609241）和國際（地區）合作研究與交流項目（5181101178）的資助。
論文鏈接：
1、https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389421012188
2、https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1383586619325195
3、https://kns.cnki.net/kcms/detail/42.1199.O3.20210727.1701.010.html
圖1 適度的化學氧化提高了污泥的脫水性，與上清液中蛋白質的遷移和礦化有關
圖2 基于污泥關鍵指標的試劑添加量量化方法
（文/圖 環境土力學與工程組）