杨家宽教授团队在Water Research发表论文揭示高级氧化对污泥EPS的不同作用机制

2018年10月15日，Elsevier旗下期刊Water Research在线发表了我院杨家宽教授团队在污泥深度脱水与处理处置领域的最新研究成果（Yu, W., Wen, Q., Yang, J., et al. Unraveling oxidation behaviors for intracellular and extracellular from different oxidants (HOCl vs. H₂O₂) catalyzed by ferrous iron in waste activated sludge dewatering. Water Res, 2019, 148, 60-69.）。该论文以华中科技大学环境科学与工程学院为第一完成单位，论文的通讯作者为杨家宽教授，虞文波博士后和闻倩倩硕士生分别为本文的一作、二作。Water Research为环境科学与生态学领域的国际知名期刊，2018年影响因子为7.05，近5年影响因子7.62。

高级氧化法（AOP）产生的活性基团（如羟基自由基）引起的细胞裂解对污泥脱水性能有很大影响，其作用效果取决于AOP的反应位点。然而，目前对于污泥预处理中AOP自由基的准确生成位点知之甚少。本文比较了由亚铁催化的不同氧化剂（HOCl与H₂O₂）的两种氧化行为，创新性地从胞内氧化和胞外氧化的角度探讨不同氧化剂对污泥脱水性能与絮体结构的影响。结果表明，在Fe²⁺/H₂O₂调理的污泥中检测到大量的活细胞和羟基自由基，以及更多碎片化的污泥絮体，这说明芬顿反应主要发生在污泥絮体的表面和外部（如EPS层和液相）。因此，它可以被视为“细胞外氧化”。而在Fe²⁺/Ca(ClO)₂调理的污泥中则测定到少量的活细胞和较为的完整污泥絮体，并且没有检测到羟基自由基。因此，它可以被视为“细胞内氧化”。此外，本文还探索出新型调理剂Fe²⁺/Ca(ClO)₂调理污泥的最优投加量，以及其可同时实现污泥的深度脱水和总大肠菌的快速灭活等优势。本研究从反应机理和实际应用等方面，为污泥深度脱水领域提供了重要理论依据。

全文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135418308303?via%3Dihub

杨家宽教授团队长期致力于污泥深度脱水与资源化研究，先后承担了国家重点研发计划项目（2018YFD1100604），国家科技支撑计划（2014BAC03B00），教育部新世纪人才项目（NCET-10-0392），湖北省科技创新专项重大项目（2016ACA163），教育部项目科学技术研究项目（113046A），国家自然科学基金面上项目（51078162），湖北省杰出青年基金项目（2011CDA083）等项目，在上述项目的支持下将继续开展影响污泥深度脱水的关键因素研究与深度脱水泥饼资源化利用等方面的研究。