详细运行数据对比污泥热水解厌氧消化与常规厌氧消化

论述与研究热水解污泥的厌氧消化试验研究王治军, 王 伟, 夏 州, 吴舒旭(清华大学环境科学与工程系,北京100084)摘 要: 先用热水解对污泥进行预处理,然后进行厌氧消化试验。

结果表明,最适宜的热水解温度为170e 、反应时间为30min;经热水解污泥的厌氧消化性能和系统的处理效率都得到显著提高,COD 去除率最大时提高了20.18%,日均产气量则增加了79.20%~99.55%。

关键词: 剩余污泥; 热水解; 厌氧消化中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:1000-4602(2003)09-0001-04Experimental Study on Thermal Hydrolysis and Anaerobic Digestionof Sewage SludgeWANG Zhi 2jun, WANG Wei, XIA Zhou, WU Shu 2xu(Dept o f Envir onmental Science a nd Engineering ,Tsinghua Univer sity ,Beijing 100084,China )Abstract : Sewage sludge was pretreated by using thermal hydrolysis process before anaerobic di 2gestion.T he result showed that the optimal temperature for thermal hydrolysis is 170e and reaction time is 30min.Both the anaerobic digestion performance of thermally hydrolyzed sludge and treatment efficiency of the system are improved significantly with COD removal increased by 20.18%at maxi 2mum and average daily gas production increased by 79.20%~99.55%. Keywor ds : excess sludge; thermal hydrolysis; anaerobic digestion 基金项目:国家高技术研究发展计划(863)项目(2002AA644010)为了克服传统污泥厌氧消化工艺存在的消化速率慢、停留时间长、处理效率低的缺点,相继出现了机械破碎、超声波、碱处理、热水解、臭氧处理、酶法等预处理方法[1~4]。

2018年第37卷第12期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·4853·化 工 进展中温和高温厌氧消化的比较张文哲1，2，陈静3，刘玉1，2，肖本益1，2（1中国科学院生态环境研究中心，北京 100085；2中国科学院大学，北京 100049；3西安建筑科技大学，陕西 西安 710055）摘要：厌氧消化目前已广泛应用于市政污泥、有机废水、城市有机垃圾、养殖粪便等有机废弃物的资源化处理，由于其具有在实现有机废弃物处理的同时产生甲烷燃料，剩余物还可以作为肥料使用的优点，全球各地已建立了许多大规模的厌氧消化工厂。

温度是影响厌氧消化的重要因素，中温和高温厌氧消化是目前常采用的两种工艺，二者各有优劣，但是我国存在对高温厌氧消化的重视程度远远不及中温厌氧消化的问题。

因此，本文首先对中温和高温厌氧消化及比较两种工艺的中英文文献进行了统计分析，然后重点从运行参数、有机物降解率、系统稳定性、产沼气性能、消化污泥特性（包括脱水性能、起泡潜力和病原菌含量）和微生物特性等运行性能、厌氧消化模型、经济效益和应用现状等方面对中温和高温厌氧消化进行了详细的比较，并对厌氧消化的应用和发展提出了建议。

关键词：中温厌氧消化；高温厌氧消化；废物处理；再生能源；运行性能中图分类号：X705 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）12–4853–09 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2018-0599Comparison of mesophilic and thermophilic anaerobic digestionZHANG Wenzhe 1,2, CHEN Jing 3, LIU Yu 1,2, XIAO Benyi 1,2(1 Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China; 2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3 Xi’an University of Architecture and Technology, Xi’an710055, Shaanxi, China)Abstract: Anaerobic digestion (AD) has been widely applied to recycle organic wastes such as sewagesludge, organic wastewater, municipal organic waste and livestock manure. Because it can produce methane and fertilizer while treating organic waste, many large-scale AD plants have been established around the world. Temperature is an important factor affecting AD, and mesophilic AD and thermophilic AD are two commonly used technologies. Although the two ADs have their own advantages and disadvantages, thermophilic AD has been attached far less importance than mesophilic AD in China. Firstly, this paper made a bibliometric analysis on Chinese and English papers about the two ADs and their comparisons. Then, a detailed comparison of the two ADs was made based on their AD models, economic efficiencies, application status, and operating performances, such as operating parameters, organic matter degradation, system stability, biogas performance, digestate properties (sludge dewatering ability, foaming potential and pathogen content) and microbial characteristics. Additionally, the suggestions for the application and development of the two ADs have been put forward.Key words : mesophilic anaerobic digestion; thermophilic anaerobic digestion; waste management; renewable energy; performance第一作者：张文哲（1995—），女，硕士研究生，研究方向为污泥生物处理与资源化。

史上最详细的污泥消化问题大总结污泥消化是指通过一定的生物处理技术将含有大量有机物和微生物的废水污泥处理成稳定的有机化合物和微生物体，以减少污泥体积、杀灭大部分病菌和臭味，并提高污泥的稳定性和可利用性的过程。

污泥消化是污水处理厂废水处理过程中不可缺少的一环，也是环保工程中重要的组成部分。

一、污泥消化的种类污泥消化的种类主要分为传统呼吸池消化、厌氧发酵消化和二期法消化三种。

1.传统呼吸池消化传统呼吸池消化是指将生化池厌氧消化过程中产生的污泥用高速搅拌机搅拌后直接疏松和接触氧气，使浮泡挥发和溶解氧的作用下而使微生物进入有机生物氧化过程，从而使有机质物分解为二氧化碳和污泥体成产生污泥和沉淀污泥。

这种方法特点是设备简单，管理容易，但由于操作不当，容易产生污泥气味和杂质。

2.厌氧发酵消化厌氧发酵消化是指将生化池生产的污泥从生化池收集后，放入一个密闭的容器内，使用一些特定的微生物，在缺氧的条件下发酵生产甲烷、氢气等有用气体，同时将有机物转化为稳定的污泥。

这种方法的优点是能够有效地利用污泥产生的气体，不过因为发酵过程呈放置状态，时间比较长，且对污泥要求较高。

3.二期法消化二期法消化是将厌氧发酵产生的污泥作为原料，加入新污水分解氧化的过程，从而造成有效于氧化过程的氧化硝化，将微生物生长后在氧化池内与氧化剂接触，分解氧化产生二氧化碳和水等物质的一种处理方法，此法的特点在于对有机物的处理效果较好。

二、污泥消化的关键技术1.温度控制污泥消化需要较高的温度，并且常温下活菌数量很低，因此必须采取措施保持污泥处于适宜的温度范围内。

一般来说，消化温度在35℃左右为最佳，过高或过低都会影响菌群的生长和污泥消化的效果。

2.氧气控制在污泥消化的过程中，氧气也是非常重要的，因为有机物在缺氧条件下会被微生物发酵，而在氧气充足的条件下，有机物会被微生物氧化分解。

因此，在消化过程中，需要控制氧气的供应量，一般来说，氧气供应应该控制在20% ~ 30%。

污水厂剩余污泥的厌氧、微氧与好氧消化研究
污水厂剩余污泥的厌氧、微氧与好氧消化研究
为降低中小型污水厂污泥稳定化处理的投资和运行费用,就城市污水厂剩余污泥微氧消化的可行性进行了研究,并与相同条件下的厌氧和好氧消化效果进行了对比.试验采用批式消化,温度分别控制在20、30和40℃,消化周期为21 d,消化泥量为2 L.试验结果表明,经过21 d的微氧消化后,在消化温度为20、30和40℃时对挥发性总固体(TVS)的去除率分别达到了41.5%、50.5%和46.7%;微氧消化在30℃时效果最佳,接近于同温度下的好氧消化,但比好氧消化节能1/2～1/3,且投资少、运行简便,可作为中小型污水处理厂的污泥稳定方法.
作者：胡颖华高廷耀周增炎HU Ying-hua GAO Ting-yao ZHOU Zeng-yan 作者单位：同济大学,城市污染控制国家工程研究中心,上海,200092 刊名：中国给水排水 ISTIC PKU英文刊名：CHINA WATER & WASTEWATER 年，卷(期)：2006 22(5) 分类号：X703.1 关键词：剩余污泥厌氧消化微氧消化好氧消化。

热水解预处理改善污泥的厌氧消化性能分析摘要：随着我国城市化进程的不断加快，我国的城市污染现象也愈发严重，其中城市污泥是城市污染的主要来源之一，因此对污泥进行有效处理对保护城市环境方面具有重要意义。

基于此，本文从污泥的厌氧消化性能及相关处理技术概述出发，通过对当前我国城市污泥厌氧消化存在的问题进行分析，并指出热水解预处理对污泥的厌氧消化性能的具体影响。

以期为我国城市污泥治理工作的开展提供参考和帮助。

关键词：热水解；污泥；厌氧消化性能前言：对污泥进行热水解处理来提升其厌氧消化性能，是我国城市环境保护相关部门进行沼气回收、消灭病毒细菌并实现环境治理工作有效开展的重要手段，经过相关工作人员的反复试验证明了热水解技术可以有效对污泥内部细胞进行破坏，并有效提升污泥的水解效率。

因此，本文旨在通过对热水解预处理改善污泥的厌氧消化性能分析来为环境保护工作以及能源再生工作的开展提供借鉴意义。

一、污泥的厌氧消化性能污泥的厌氧消耗具体指的是污泥在无氧条件下，污泥内部的厌氧菌发挥新陈代谢作用，将相关有机物质进行分解的过程，分解后会形成二氧化碳、甲烷和水等物质，从而使污泥的状态得到稳定，而在这一过程中，也可以对污泥中的各种有害物质进行消灭，例如虫卵、病毒以及其他细菌等，具体死亡原因也是在无氧条件下，大部分的病菌和有害物质无法存活，同时经过这种厌氧消化过程可以对污泥进行无害化处理。

污泥的厌氧消化是一个较为复杂且环节较多的过程，在目前公认的厌氧消化过程一般需要经历三个阶段，首先是水解阶段，这一阶段也是污泥进行厌氧消化的最初阶段，在这一阶段中，污泥中所包含的不溶于水的高分子有机物，例如碳水化合物、蛋白质、脂肪以及各种纤维素等，在微生物的作用下会水解成溶解性物质，并且在水解后，这些溶解性物质会在厌氧菌以及兼性细菌的作用下进行二次转化，转化为例如乙酸、丙酸等脂肪酸，同时也会存在乙醇和二氧化碳的排出。

其次是产出酸性物质的阶段，相关有机物在经历转化过程后，溶解性物质会进一步被细胞吸收，从而在细胞内部进行第二次分解，从而产出以挥发性脂肪酸为主的有机酸，同时也包括二氧化碳、氨气以及氢气等物质的产出。

热水解-高温厌氧消化工艺处理污泥的方法2011年我国污泥产量约2188万t，预估到2015年我国污泥产量将超过3000万t，已成为我国最紧迫的环境问题之一[1]. 其中接近70%的直接填埋，15%去向不明，存在突出的二次污染. 厌氧消化是一项广泛应用的污泥稳定化、减量化、无害化、资源化技术，并且能够回收沼气. 欧盟地区50%以上污水厂均采用污泥厌氧消化[2]. 各国厌氧消化比例：比利时67%，丹麦50%，法国49%，德国64%，希腊97%，意大利56%，卢森堡81%，西班牙65%[3].厌氧消化也是我国鼓励的主要污泥处理技术. 国家近年发布的《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)》、《“十二五”期间污泥处置建议》和《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》等均明确提出“大中型厂宜优先选用厌氧消化污泥处理工艺”、“鼓励城镇污水处理厂采用污泥厌氧消化工艺”等. 但目前为止，全国仅50余家污水厂建有污泥厌氧消化设备，且40%左右停运[4]. 全国经过厌氧处理的污泥不足2%. 高含固率的污泥厌氧消化(简称高固消化，进泥含固率8%以上)是近年受到关注的污泥消化新技术[5, 6, 7, 8]. 与传统污泥厌氧消化(进泥含固率3%～5%)相比，单位投资可减少40%～50%[9]，又明显节省加热量，故经济优势明显. 另一方面，我国的污泥有机物含量明显低于欧美，也是厌氧技术推广难的原因之一. 考虑到污泥消化的速控步骤是污泥水解，而我国污泥有机物含量低的情况，提出了“热水解-高温厌氧消化”的高固污泥处理工艺. 该工艺的主要特点包括：①采用70℃热水解作为预处理来促进细胞溶解; ②采用高温厌氧消化来加快消化. 目前高固消化的研究还不够充分，尤其缺乏设计和实际运行经验. 本研究具有较好的参考价值. 1 材料与方法 1.1 工艺流程本中试在广州市某水质净化厂进行，共持续9个多月. 中试的工艺流程见图 1. 进泥在水解罐中水解，之后用泵打入高温厌氧罐. 热水解罐和高温罐的有效容积分别为0.6 m3和2.0 m3，前者的反应温度为70℃±1℃，后者为55℃±1℃. 热水解的固体停留时间(solid retention time，SRT)为3 d.图 1 工艺流程示意1.2 接种污泥和处理的污泥接种污泥为中温厌氧消化污泥，接种挥发性悬浮固体(volatile suspended solid，VSS)浓度为17.01 g ·L-1，有机物含量为57%. 试验所用进泥为污水厂的脱水剩余污泥配制，含固率为8%~9%，有机物含量为59.76%~69.94%，VSS为52.95~58.45 g ·L-1，SCOD为1268~3443 mg ·L-1，氨氮60~336 mg ·L-1. 该污水厂进水中工业废水约占70%左右. 1.3 有机物去除率有机物去除率以VSS去除率表示，其计算是基于相同SRT下的稳定运行阶段的物料平衡得出：式中，ηMB：平均VSS去除率，%; VSSF：平均进泥VSS浓度，g ·L-1; VSSP：平均出泥VSS浓度，g ·L-1. 1.4 测试方法pH采用精密pH试纸测量，含水率、 VSS采用重量法测量，COD采用快速消解分光光度法(兰州连华环保科技有限公司，5B-1B)测量，碱度采用溴甲酚绿-甲基红指示剂滴定法测量，氨氮采用纳氏比色法测量，沼气含量采用甲烷测定仪(北京恒奥德仪器仪表有限公司，HA80-CH4)测量，沼气产量采用湿式流量计(长春汽车滤清器有限责任公司，LMF-1)测量. 2 结果与讨论试验从2011年10月底持续至次年7月，时长近9个月. 2.1 热水解试验期间，热水解进泥的平均VSS为55.78g ·L-1，出泥为44.87 g ·L-1，平均去除率为19.6%. SCOD由进泥的4565 mg ·L-1增加至19969 mg ·L-1，增加337.4%. 这些显示出热水解在溶解细胞方面有明显效果.热水解的去除率与进泥的VSS/SS有一定关系，当VSS/SS在50.0%～59.9%范围内，平均为57.1%时，热水解的平均VSS去除率为13.3%，而VSS/SS在60%以上，则差异不明显，VSS/SS为60%～64.9%、 65.0%～69.9%和70%以上的污泥热水解的平均VSS去除率分别为20.50%、 21.20%和17.63%. 2.2 高温厌氧消化2011年10月底，用接种污泥直接将高温厌氧罐充满，然后每天按有机负荷(以COD计)2 kg ·(m3 ·d)-1投加葡萄糖，促进厌氧细菌的活性恢复. 当沼气产量达到理论值70%~80%时，逐步减少葡萄糖的投加量，同时增加污泥量，经过3周左右的时间，葡萄糖的投加量为零，至此启动结束. 启动期间，污泥的SRT为20 d，pH维持在7.0左右，进泥的VSS为12.86 g ·L-1，VSS/SS为52.43%.待反应器启动结束后，将进泥的含固率提高到8%~9%，依次进行了厌氧SRT分别为40 d、35 d、 25 d、 20 d、 15 d的试验. 每个SRT试验的测试结果都是在反应器完成一个完整的SRT运行后，且稳定运行以后的平均值，结果如下. 2.2.1 有机物去除率当高温厌氧消化的SRT为15 d、 20 d、 25 d、 30 d、 35 d和40 d时，VSS去除率分别为27.5%、 32.5%、 29.8%、 34.6%、 25.3%和42.3%，有机负荷(以VSS计)分别为3.16、2.36、 1.84、 1.58、 1.15、 1.18 kg ·(m3 ·d)-1. SRT为35 d时，去除率较低. 在这期间，污水厂的剩余污泥的VSS/SS由70%左右下降至50%左右. 污泥性质不稳定可能是去除率较低的主要原因.图 2 高温厌氧消化的有机物去除率与SRT2.2.2 VSS/SS稳定化是污泥处理的重要目标之一. 王凯军等[10]指出，污泥稳定化是有机物矿化的过程. 朱英等[11]推荐VSS去除率、不稳定物质去除率、腐殖质含量和植物毒性等作为污泥稳定化指标，而朱明权等[12]认为厌氧消化后污泥的有机酸含量可很好地衡量污泥的稳定化程度. 通常，有机物去除率越高，污泥稳定化越好，而污泥有机物含量(VSS/SS)越高，污泥就越不稳定，因此可以采用VSS去除率和消化污泥的VSS/SS评价污泥稳定化程度. 大量工程运行数据表明，稳定程度较好的污泥VSS去除率在40%以上，VSS/SS多在45%±5%.当高温厌氧消化的SRT为15 d、 20 d、 25 d、 30 d、 35 d和40 d时，高温消化污泥的VSS/SS分别为47.49%、 57.98%、 54.00%、 47.15%、 52.93%和55.70%. SRT为20 d、25 d、 35 d和40 d时，消化污泥的VSS/SS超过50%，这主要是因为进泥的有机物含量较高导致的. 由图 3可知，消化污泥的VSS/SS与进泥的VSS/SS是相关的. 拟合结果表明，线性相关系数R2达到0.9168.图 3 高温消化污泥VSS/SS与SRT的关系2.2.3 甲烷产率甲烷产率是评价厌氧消化回收能源的重要指标. 由图 4可知，当SRT为25~40 d时，甲烷产率(以CH4/VSSadd计)变化不大，为0.20~0.24 m3 ·kg-1; 当SRT为15 d、 20 d 时，甲烷产率下降，为0.12 m3 ·kg-1、 0.17 m3 ·kg-1. 这表明当SRT在20 d以下时，污泥有机物的消化还不够彻底. 综合甲烷产率以及前文的有机物去除率等结果，在实际工程中，本工艺的高温厌氧消化的SRT可取25 d.图 4 甲烷产率2.2.4 氨氮氨氮是厌氧反应的抑制物质之一，而高固污泥消化的氨氮抑制风险要明显高于传统污泥厌氧消化. Hashimoto[13]研究发现，对于未经驯化的中温和高温厌氧反应器，当pH约为7.2时，氨氮浓度2500 mg ·L-1的抑制就很明显. 而对于经过驯化的高温厌氧反应器，氨氮浓度达到4000 mg ·L-1时才会产生抑制. Angelidaki等[14]也认为4000 mg ·L-1是氨氮抑制现象发生的临界值. 在试验中，进泥的平均氨氮为284mg ·L-1，厌氧的氨氮浓度平均为983 mg ·L-1，低于文献报道的氨氮抑制浓度4000 mg ·L-1[14, 15]. 2.3 总体运行情况工艺的总VSS去除率见图 5. 从中可知，当高温厌氧消化的SRT为15 d、 20 d、 25 d、30 d、 35 d和40 d时，总VSS去除率分别为39.07%、 42.22%、 42.69%、 45.31%、 44.70%和47.87%，总去除率(ηMB)与SRT线性正相关(式2)，相关系数达到0.9153. 厌氧消化的SRT在20 d以上时，总VSS去除率在40%以上，完全满足《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》中污泥稳定的要求.热水解和高温厌氧消化对总VSS去除的贡献见图 6. 由图可知，当高温厌氧消化的SRT 为15 d、 20 d、 25 d、 30 d、 35 d和40 d时，热水解的贡献比例分别为51.92%、 46.45%、63.52%、 44.77%、 60.66%和42.68%，而厌氧消化的贡献比例分别为48.08%、 53.55%、36.48%、 55.23%、 39.34%和57.32%，表明热水解和高温厌氧消化去除VSS的贡献大致相当. 尽管热水解的SRT只有3 d，仅占总SRT的6.98%~16.67%，但对总VSS去除率的贡献明显.图 5 总VSS去除率图 6 热水解和高温厌氧消化对VSS去除的贡献2.4 与实际工程的对比文献报道的国外的大型污泥消化工程的运行数据比较少，使用的经典设计手册可以反映工程的实际情况. 美国《污水处理厂设计手册》中明确指出污泥厌氧消化的有机物去除率应在38%以上，沼气产率的范围为0.5~0.75 m3 ·kg-1(以沼气/VSSadd计) 和0.75~1.12m3 ·kg-1[16](以沼气/VSSrem计). 沼气中的甲烷含量一般为50%~70%，按平均60%计算，折算后的甲烷产率分别为0.30~0.45 m3 ·kg-1(以CH4/VSSadd计)和0.45~0.67 m3 ·kg-1(以CH4/VSSrem计). 中试研究结果表明，热水解-高温厌氧消化工艺处理高含固率的剩余污泥时，有机物去除率完全可以达到美国设计手册的要求，但甲烷产率低于推荐值.截止目前，我国建成并运行良好的污泥厌氧消化设施主要有大连东泰夏家河污泥处理厂、北京小红门污水处理厂污泥消化工程、青岛麦岛污水处理厂污泥消化工程、上海白龙港污水处理厂污泥处理处置工程和郑州王新庄污水处理厂污泥消化工程等. 本中试的试验结果与国内运行良好的部分实际工程运行对比结果见表 1.由于我国城镇污水处理厂污泥的有机物含量普遍较低，已建成运行的污泥厌氧消化设施，甲烷产率大多为0.18~0.24 m3 ·kg-1(以CH4/VSSadd计)[17]，因此本工艺的甲烷产率要优于一般的消化工程. 由表 1可知，当停留时间接近时，高含固率的污泥厌氧消化的有机物去除率与运行良好传统的污泥厌氧消化工程(含固率3%~5%)相当. 由于高固消化与相同停留时间的传统消化相比，反应器的容积要缩小50%左右，加热的污泥体积缩小40%~60%，抵消了大部分高温多耗的能量，因此运行费也未明显增加. 这显示出本工艺具有明显的经济优势.表 1 中试与实际消化工程的对比与同为高固消化的大连夏家河污泥处理厂相比，本中试的有机物去除率和甲烷产率基本相同. 夏家河污泥处理厂的进料除了城市污泥外，还有部分过期食品，这些物料有机物含量高，产气率也高. 夏家河厂采用了德国技术.本工艺采用了70℃热水解和高温消化，在降低污泥的卫生风险方面要明显优于中温消化.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。

技术| 污泥热水解厌氧消化工艺和普通厌氧消化工艺方案对比分析随着城市建设步伐的加快和环境保护要求的提高，城镇污水处理厂面临着一系列的升级改造，越来越多的污水处理厂运用热水解厌氧消化工艺来处理污泥。

污泥的热水解是指在一定温度和压力下，将污泥在密闭的容器中进行加热，使污泥絮体发生物理化学变化的预处理过程。

本文将结合实际工程方案，对污泥热水解厌氧消化工艺与传统的厌氧消化工艺进行对比分析。

一、工程背景某污水处理厂现况污泥处理工艺为“浓缩→消化→脱水”，消化产生的沼气用于发电和消化池加热，其中污泥浓缩段采用重力浓缩，消化段采用二级厌氧消化，共有消化池16座，脱水段采用带式和离心式两种设备，该厂在经过水区的升级改造后污泥量增加，另一方面由于一期消化池老化，存在安全隐患，需进行拆除，最终将导致剩余8座消化池不能满足今后的污泥消化的需要。

此外，热水解厌氧消化工艺将为污泥土地利用、工业燃料、建材原料等方式进行循环利用创造条件、厌氧消化后续考虑采用热干化工艺对脱水污泥进行干化。

二、方案选择根据该厂现况改造实施中的具体要求，在分别设置初沉污泥和剩余污泥机械浓缩的前提下，对浓缩后泥区消化系统、脱水和干化进行了两个方案的比较。

方案一采用“普通厌氧消化→脱水→干化”工艺，即利用拆除的消化池位置，新建污泥消化池，并将现有二级消化池改造成一级消化。

方案二采用“热水解→厌氧消化→脱水→干化”工艺，即利用拆除的消化池位置新增水解设施，并将保留的消化池改造成高级消化。

两个方案的设计条件：初沉污泥142.6tDS/d，含水率97%；剩余污泥141.3tDS/d，含水率99.4%。

主要技术参数见表1，工艺见表2。

表1、普通厌氧消化与热水解厌氧消化技术参数对比表2、热水解厌氧消化工艺与传统厌氧消化工艺的对比在方案一中，浓缩后的初沉污泥和剩余污泥混合后进入消化池，消化池进泥含水率96%，消化池内污泥温度为35℃，停留时间20d，脱水后污泥含水率80%，干化后的污泥含水率降至10%~35%。

污泥厌氧消化项目运行数据解析大连夏家河污泥厌氧消化处理项目是全国第一家以BOT方式承建的污泥处理厂，采用厌氧消化工艺作为主体工艺，引进德国LIPP厌氧消化罐体作为主要设备。

本文主要分析其稳定运行期间的生产运行数据。

标签：污泥；厌氧消化工艺；厌氧消化罐体1 项目介绍大连夏家河污泥厌氧消化处理项目是全国第一家以BOT方式承建的污泥处理厂，采用厌氧消化作为主工艺，引进德国LIPP厌氧消化罐体作为主要设备，设计规模为处理含水率80%的污泥600T/d。

其中12个厌氧消化罐体部分分两期建设。

2007年5月开始建设，2009年7月完成一期建设工程开始调试运行并于2007年9月调试成功并且开始正式运行。

本项目总投资1.47亿（含设备、厂房、管网、道路、绿化、实验室及公共、辅助设施等），占地2.47公顷。

2 运行数据及解析本项目在2010年及2011年为项目运行稳定期，以下试分析这两年前9个月的运行数据，对以后的污泥厌氧消化项目作为参考。

2.1 总污泥量（80%含水率，单位吨）大连夏家河污泥处理厂主要处理大连市区内的污水处理厂所产出的市政污泥，从以上数据推断，大连市污水处理厂的产泥在3月份及4月份为高峰期，5月份、6月份及7月份为稳定期，从8月份开始有下降趋势，到10月份开始又开始反弹。

分析产生这种现象的原因是2月份为大连最冷季节，所以比1月份污水处理效果差，产泥量小。

到了3、4月份后由于气温回升，微生物生长效果好，达到污泥产量高峰并维持到7月份。

8、9月份开始下降，可能是由于雨季或者微生物自源呼吸的原因，微生物产量少。

到了10月份，微生物产量又逐渐升高，污泥量也随之升高。

2.2 吨电耗（80%含水率，单位千瓦时）根据上述数据，推测产生原因，可能如下。

大连夏家河污泥处理厂主要的电耗用在污泥输送、消化液脱水机厌氧罐体循环搅拌上，其中污泥输送及消化液脱水为最主要因素。

在冬季，污泥的由于温度低的原因，流态效果不好，所以耗费电能大。

城市污水处理厂污泥厌氧消化沼液特性研究谭学军　王　磊　王逸贤　段妮娜（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海　２０００９２） 摘要　研究了普通厌氧消化和基于热水解的高级厌氧消化沼液性质特征。

结果表明，在厌氧消化过程中，沼液ｐＨ和碱度均升高，沼液中溶解态总氮含量显著提高，且总氮的存在形式主要为氨氮；厌氧消化过程中总磷含量变化不大，脱水过程中采用的石灰、三氯化铁等无机金属盐调理剂会极大降低滤液中总磷含量，沼液处理关键在于高浓度氨氮的去除。

与普通厌氧消化相比，高级厌氧消化沼液总氮和氨氮浓度更高，而溶解态有机物可生化性能较差，沼液生物处理需重点关注难降解有机物和高浓度氨氮对出水稳定达标的影响。

关键词　污水污泥　热水解　厌氧消化　沼液　总氮　氨氮中图分类号：ＴＵ９９２文献标识码：Ａ文章编号：１００２－８４７１（２０２０）Ｓ２－０２３７－０４ＤＯＩ：１０．１３７８９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｗｗｅ１９６４．２０２０．Ｓ２．０３６Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｓｌｕｄｇｅ　ａｎａｅｒｏｂｉｃ　ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ　ｅｆｆｌｕｅｎｔ　ｉｎ　ｍｕｎｉｃｉｐａｌｓｅｗａｇｅ　ｐｌａｎｔＴａｎ　Ｘｕｅｊｕｎ１，Ｗａｎｇ　Ｌｅｉ，Ｗａｎｇ　Ｙｉｘｉａｎ，Ｄｕａｎ　Ｎｉｎａ（Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００９２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ　ｅｆｆｌｕｅｎｔ　ｆｒｏｍ　ｏｒｄｉｎａｒｙ　ａｎａｅｒｏｂｉｃ　ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｄ－ｖａｎｃｅｄ　ａｎａｅｒｏｂｉｃ　ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ　ｐｒｅｔｒｅａｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ａｎａｅｒｏｂｉｃ　ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ　ｐＨ　ａｎｄ　ａｌｋａｌｉｎｉｔｙ　ｏｆ　ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ　ｅｆｆｌｕｅｎｔ　ｂｏｔｈ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ　ｔｏｔａｌ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ，ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｆｏｒｍ　ｏｆ　ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ａｍ－ｍｏｎｉａ－ｎｉｔｒｏｇｅｎ．Ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｔｏｔａｌ　ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ　ｃｈａｎｇｅｄ　ｌｉｔｔｌｅ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄｉｎｏｒｇａｎｉｃ　ｍｅｔａｌ　ｓａｌｔ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｌｉｍｅ　ａｎｄ　ｆｅｒｒｉｃ　ｃｈｌｏｒｉｄｅ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｒｅ－ｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｔｏｔａｌ　ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｌｔｒａｔｅ　ｇｒｅａｔｌｙ．Ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｔｏ　ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ　ｅｆｆｌｕｅｎｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｗａｓ　ｔｈｅ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｏｆ　ｈｉｇｈ－ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ａｍｍｏｎｉａ－ｎｉｔｒｏｇｅｎ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｏｒｄｉｎａｒｙ　ａｎａｅｒｏｂｉｃ　ｄｉｇｅｓ－ｔｉｏｎ，ｔｏｔａｌ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ａｎｄ　ａｍｍｏｎｉａ－ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ　ｅｆｆｌｕｅｎｔ　ｗｅｒｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ａｎｄ　ｔｈｅｄｉｓｓｏｌｖｅｄ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｍａｔｔｅｒ　ｈａｄ　ｗｏｒｓｅ　ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｉｌｉｔｙ　ａｆｔｅｒ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ａｎａｅｒｏｂｉｃ　ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｂｉｏｌｏｇ－ｉｃａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ　ｅｆｆｌｕｅｎｔ　ｓｈｏｕｌｄ　ｆｏｃｕｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｆ　ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｍａｔｔｅｒ　ａｎｄｈｉｇｈ－ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ａｍｍｏｎｉａ－ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｆｆｌｕｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｅｗａｇｅ　ｓｌｕｄｇｅ；Ｔｈｅｒｍａｌ　ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ；Ａｎａｅｒｏｂｉｃ　ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ；Ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ　ｅｆｆｌｕｅｎｔ；Ｔｏｔａｌ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ；Ａｍｍｏｎｉａ－ｎｉｔｒｏｇｅｎ０　引言随着我国污水处理设施建设的快速发展，污泥产生量日益增加，２０１８年我国城镇污泥产量已达到１　１７６万ｔ（以绝干污泥计）［１］。