刘蕾 杨晓龙 彭江南 黄文宝 孙猛 李亚林

摘 要：本文采用电场-纳米CaO2氧化激发城市污泥促进碳组分释放，以释放的碳组分为原料，通过交联聚合方法制备水凝胶，分别考察了污泥投加量、纳米CaO2用量、引发剂用量、交联剂用量等因素对水凝胶溶胀性的影响。结果表明，当污泥投加量为1.0 g、CaO2投加量为0.08 g、丙烯酸用量为2.0 mL、交联剂用量为0.3 g、引发剂用量为0.13 g时，制备的水凝胶呈现出无明显规则的网状交联结构，溶胀率可以达到434.21%，具有良好的吸水性能。

关键词：城市污泥;過氧化钙;水凝胶;氧化;溶胀性

中图分类号：TQ427.26文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）10-0107-03

Preparation of Hydrogel From Municipal Sludge Carbon Components by Nano CaO2 Oxidation

LIU LeiYANG Xiaolong PENG Jiangnan HUANG Wenbao SUN Meng LI Yalin

（College of Environment and Bioengineering， Henan Institute of Engineering，Zhengzhou Henan 451191）

Abstract： In this paper， electric field-nano CaO2 oxidation was used to stimulate municipal sludge to promote the release of carbon components. Hydrogels were prepared by crosslinking polymerization with the released carbon components as raw materials. The effects of sludge dosage， nano CaO2 dosage， initiator dosage， crosslinking agent dosage on the swelling of hydrogels were investigated. The results showed that when the sludge dosage was 1.0 g， the CaO2 dosage was 0.08 g， the acrylic acid dosage was 2 mL， the crosslinking agent dosage was 0.3 g， and the initiator dosage was 0.13 g， the prepared hydrogel showed no obvious regular network cross-linking structure， and the swelling ratio could reach 434.21 %， which had good water absorption performance.

Keywords： municipal sludge;calcium peroxide;hydrogel;oxidation;swelling

1 研究背景

随着城镇化进程的加快，我国大批已建污水处理厂提标改造导致污泥产量迅速增长。污泥对人类生存环境的影响日益突出，其安全处理与处置已成为环境领域一项亟待解决的问题。但是，传统的污泥处置方式，如卫生填埋[1]、土地利用[2]、焚烧[3]等，由于受填埋点或高环境风险限制，已无法满足绿色发展的要求。

现阶段，污泥处理与处置费用占废水处理总费用的50%～60%，然而，即使在花费如此高的情况下，现有污泥处理与处置的情况仍不乐观。因此，寻求一种低成本、高脱水效率的新型污泥脱水技术迫在眉睫。

碳元素是污泥的重要组成元素之一，通常污泥中含碳有机化合物占污泥有机物总量的55%～75%[4]。碳在污泥有机分子结构中属于活泼元素，化学活性较强，容易在能源转化处理过程中发生化学反应，实现资源的转化。从经济角度考虑，将丰富的潜在的碳源加以利用，可以实现污泥从目前的可再生资源到增值产品的转化。……