我国经济总量的增加推动着城市的发展,城市污水处理规模的日益增大、污水的处理能力不断提高,势必导致大量剩余污泥的产生。在污水处理的过程中,“泥水并重”的理念被广泛认同。若城市污水厂产出的剩余污泥不能得到适当地处置,可能对环境造成危害。本研究搭建了自制板式直流电解反应系统,实验主要在不同电流参数(3A、5A、7A)和电压参数(3V、5V、7V)条件下进行,研究直流电解对污泥固相、液相中的氮、磷、重金属的含量及形态和污泥混合液综合毒性的分析。结合国家环境保护标准中水质及土壤检测方法,测定污泥上清液中氮、SCOD、磷、重金属的含量变化。污泥固体经冷冻干燥后,测定分析其中磷、重金属的不同形态分布及含量变化。以蛋白核小球藻为指示生物,采用96孔微板作为实验载体,测定污泥混合液对小球藻的抑制率,以抑制率来表征综合毒性的变化。通过对剩余污泥各成分的研究,主要获得如下结论:(1)直流电解对微生物细胞有溶胞作用。在不同的电流、电压参数处理下,分析污泥上清夜中SCOD和总氮含量的变化,选定自制板式直流电解仪器的最佳参数为7A、7V。同时通过上清液SCOD的释放情况表征不同极板间距2cm、4cm时的处理效果,板间距为2cm时,溶胞效果最佳。(2)直流电解对污泥上清液中的总磷去除效果较好,在已确定最佳参数下,在处理时间为5min时去除率达95%。直流电解法对污泥固相中总磷的形态分布有影响,随着处理时间的延长,污泥中的钙磷含量上升,铁磷与有机磷的含量降低,直流电解处理降低了污泥施用时造成环境危害的可能性。(3)在最佳参数下直流电解处理污泥,能有效地降低污泥中的重金属含量。Zn的含量从106.2mg/kg降到55.1mg/kg,Cu的含量从276.45mg/kg降到106.2mg/kg。污泥中Cd、Pb、Ni三种重金属可交换态含量并未明显改变,对于其他重金属形态的影响比较明显,污泥中Mn、Zn、Cu的重金属可交换态量都在降低,特别是在7A、7V参数处理下,其含量分别从77.65mg/kg、49.85mg/kg、55.2mg/kg降为56.2mg/kg、27.1mg/kg、30.25mg/kg。(4)以时间依赖微板法为基础,结合直流电解反应系统,构建电解污泥混合液的综合毒性分析方法。污泥混合液的综合毒性随着处理时间的延长而降低。在7A、7V参数下处理15分钟,综合毒性去除效果最佳,对小球藻24H抑制率由44.6%降至22.1%。对比原污泥样与7A、7V参数处理下污泥样的电镜扫描图,可知直流电解处理对微生物细胞破灭效果较好。板式直流电解反应系统最佳参数下处理污泥的综合费用为326.12元,经济效益较好。综上所述:板式直流电解系统处理污泥,通过溶解微生物、释放营养物质、去除磷与重金属、分解有机污染物,实现了污泥处理的稳定化、减量化、无害化、资源化。