污泥厌氧消化普拉克

污泥厌氧消化的方法是什么？污泥厌氧消化的阶段有哪些？污泥厌氧消化的特点是什么？污泥厌氧消化在无氧条件下，污泥中的有机物由厌氧微生物进行降解和稳定的过程称为厌氧消化。

污泥中的有机物含量很高，采用好氧法能耗太大，一般采用厌氧消化法：即在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机物，最终产物是二氧化碳和甲烷气（或称污泥气、消化气），使污泥得到稳定。

所以污泥厌氧消化过程也称为污泥生物稳定过程。

污泥厌氧消化是一个极其复杂的过程，多年来厌氧消化被概括为两阶段过程，第一阶段是酸性发酵阶段，有机物在产酸细菌的作用下，分解成脂肪酸及其他产物，并合成新细胞；第二阶段是甲烷发酵阶段，脂肪酸在专性厌氧菌——产甲烷菌的作用下转化成CH4和CO2。

1979年，伯力特（Bryant）等人根据微生物的生理种群，提出了厌氧消化三阶段理论，是当前较为公认的理论模式。

三阶段消化突出了产氢产乙酸细菌的作用，并把其独立地划分为一个阶段。

三阶段消化的第一阶段，是在水解与发酵细菌作用下，使碳水化合物，蛋白质与脂肪水解与发酵转化成由糖、氨基酸、脂肪酸，甘油及二氧化碳、氢等；第二阶段，是在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸。

第三阶段，是通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组是对乙酸脱羟产生甲烷。

影响污泥消化的主要有以下因素：l）温度：温度影响消化速度，也影响消化深度。

温度为5－15℃称低温消化，30－35℃称中温消化，50－55℃称高温消化。

高温消化几乎可以杀灭一切病原微生物，但操作管理复杂，加热费用高；中温消化只能杀灭部分病原微生物，低温消化效率很低，所以一般采取中温消化。

2）投配率：即每天投入消化池内的生污泥量与池内熟污泥量的百分率。

投配率的大小影响池内污泥的PH值和消化速率。

投配率小污泥消化速度快而充分，产气量高，但要加大池体积；投配率大，消化速度慢，PH值降低，抑制甲烷细菌的生长，破坏正常的消化过程。

污泥厌氧消化出水水质分析随着城市化进程的加速，各种废水处理技术也迎来了蓬勃发展。

其中，污泥厌氧消化技术是一种节能降耗的处理方式，逐渐被广泛应用于各大污水处理厂。

然而，污泥厌氧消化出水也存在着水质问题。

本文就对污泥厌氧消化出水的水质进行分析。

一、污泥厌氧消化出水的处理原理污泥厌氧消化技术是利用微生物在无氧环境下分解污泥，从而将有机物转化为甲烷等气体的一种处理方法。

在该技术下，有机物会分解为甲烷、二氧化碳等气体，同时也会产生水，即出水。

出水中含有大量的甲烷、氧化物等物质，如果不经过处理直接排放，会对环境造成较大影响。

二、污泥厌氧消化出水的水质特征1. pH值污泥厌氧消化出水的pH值一般在7.0左右，偏向中性，符合环保要求。

2. SSSS（悬浮物）是指水中能够在1小时内在常温下沉淀的可见或不可见的小颗粒并在上。

污泥厌氧消化出水中的SS含量较高，通常在100mg/L左右。

3. CODCOD（化学需氧量）是指在充氧条件下，各种有机物和无机物与氧以化学方式作用时所需氧气的总量。

污泥厌氧消化出水的COD值在100-200mg/L之间，属于较高的水质等级。

4. BOD5BOD5（五日生化需氧量）是指理想情况下，通过微生物在5天内将有机物分解为无机物所需的氧气量。

污泥厌氧消化出水中BOD5的含量较低，通常在20mg/L左右。

5. 监测项目根据国家标准《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）规定，污泥厌氧消化出水需监测的项目包括COD、SS、BOD5、氨氮、总氮和总磷等指标，以及PH、电导率等理化性质。

三、污泥厌氧消化出水的处理方法针对污泥厌氧消化出水的水质特点，我们可采取以下的水处理方法：1. 深度处理采用深度处理技术对出水进行处理，包括AC、NF、RO、MBR等，是一种目前比较常见的处理方式。

这些处理技术可以有效地分离有害物质和水分子，提高出水的水质。

2. 混合处理混合处理是将污泥厌氧消化出水与其他污水混合，然后进行统一处理。

污泥厌氧消化动力学模型的研究与应用近年来，随着城市化进程的加快，污水处理成为城市环境治理的重要组成部分。

在污水处理过程中，污泥处理是其中的重点内容之一。

而污泥厌氧消化动力学模型的研究与应用，是污泥处理领域的重要研究方向。

本文将从污泥厌氧消化动力学模型的概念入手，深入探讨其研究现状、应用前景以及未来发展方向。

一、污泥厌氧消化动力学模型概述污泥厌氧消化动力学模型是指用数学模型描述污泥消化过程中污染物与微生物之间物质、能量传递和代谢的过程。

其基本思想是将污泥十分细微地切割成许多微小颗粒，利用微生物对有机物进行分解和转化，最终转化为气体、液体和微生物复合物等。

通过对污泥厌氧消化动力学模型的研究，可以较好地掌握各种因素对污泥处理效果的影响，从而为优化污泥处理工艺以及提高处理效率提供有力的指导。

二、污泥厌氧消化动力学模型的研究现状目前，污泥厌氧消化动力学模型的研究已经很成熟。

在模型建立方面，一般采用反应动力学原理，以反应速率常数为基础。

同时，由于污泥厌氧消化过程具有复杂性、不确定性和非线性等特点，因此在建立模型时需要做好对各种因素的调整和求解。

常用的污泥厌氧消化模型有Anaerobic Digestion Model（ADM1）、Anaerobic Digestion Model No. 2（ADM2）等。

此外，污泥厌氧消化动力学模型的研究在实验验证方面也得到了广泛的应用。

现阶段的污泥厌氧消化动力学模型切割、拟合和验证都通常在一定时间范围内进行，在这个时间范围内，该模型可以长时间保持稳定可靠，从而为进一步提高处理效率提供了可靠的理论支持。

三、污泥厌氧消化动力学模型的应用前景在实际应用方面，污泥厌氧消化动力学模型的应用前景非常广阔。

一方面，该模型可用于优化污泥消化工艺，包括反应器型式、进料等因素，从而提高污泥消化效果。

另一方面，该模型还可用于污泥处理过程的监测和控制，包括调控反应器中温度、pH等参数，从而保证污泥处理的稳定性和质量。

污泥厌氧消化技术的优化实践污泥厌氧消化技术是一种生物处理方式，能够将污泥中的有机物分解为甲烷和二氧化碳，从而减少有机废物的数量和废水的处理成本。

在污泥处理过程中，提高厌氧消化效率和稳定性是优化实践的主要目标。

本文将介绍污泥厌氧消化技术的一些优化实践。

1. 厌氧消化条件的控制厌氧消化的条件是其稳定性和效率的关键。

在正常条件下，厌氧消化区的温度应该控制在35-37℃，对于中温消化反应则应该控制在55-60℃左右。

而pH值则应该控制在6.8-7.2之间，如果pH值过低，则应该补充一些碳酸氢盐类的物质，如果pH值过高，则应该添加一些酸性物质。

此外，氧气含量也应该被控制在最小程度。

2. 污泥种类和处理方式选择的影响污泥的种类和处理方式也会影响到厌氧消化的效率和稳定性。

处理污泥的前处理过程是按照污泥类型进行选择和确定的。

一般而言，在处理厨余和动物粪便污泥时，可采用自然污泥进行处理，而在处理工业污泥和医疗污泥时，应采用非自然污泥进行处理。

同时，也需要注意污泥处理后的后处理流程，包括干燥、质量检测和压制等操作。

3. 活性菌种筛选和添加良好的活性菌种选择和添加是优化实践的重要部分。

优质的活性菌种具有高效的厌氧消化效果，并且能够增加污泥的稳定性。

一些常用的活性菌株包括甲烷菌、水解菌、乳酸菌和酵母菌等。

此外，添加营养物质、制作精良的混合液和采用连续滤光处理反应液等，都是在活性菌种筛选和添加方面优化实践的关键策略。

4. 逆流式厌氧消化技术逆流式厌氧消化技术是一种高效的污泥处理方式，可以提高厌氧消化的稳定性和效率。

研究表明，逆流式厌氧消化技术可以减少氨氮、COD和磷的浓度，同时也可以获得更高的甲烷产量。

该技术的优点在于，能够有效地利用反应器中的废水和气体，从而提高处理效率和降低成本。

5. 电子束辐照处理技术应用近年来，在污泥处理领域中，电子束辐照技术得到了越来越广泛的应用。

该技术包括控制实验方法、辐照设备和小型实验等，可以提高污泥的催化效率和稳定性，从而减少有机废物和废水的处理成本。

厌氧消化法：在无氧的条件下，由兼性菌及专性 厌氧细菌降解有机物，最终产物是二氧化碳和甲 烷气（biogas ），是污泥得到稳定。

8.3.1厌氧消化的机理（间歇实验）二阶段理论：产酸阶段----产甲烷阶段四阶段理论：水解、酸化、酸退、甲烷化根据参与甲烷发酵的不同营养类群微生物对基质的代谢厌氧降解过程分为三个阶段：三阶段理论 :Toerie n et al (1970)Substrate flow in an aerobic digesti on, 5 thIntern ati onal Conference on water pollutio n research, San Fran cisco,CA.CH 3CH 2COOH+2H 2O---CH 3COOH+3H 2+CO 2 蛋白质分解菌，脂肪分解菌）产酸菌是兼性厌氧菌和专性厌氧菌，对 PH VFA 温度变化适应性强,增殖速度快；甲烷菌是专性厌氧菌，PH=6.4-7.4，对PH VFA 温度变化敏 感，增殖速度慢。

8.3 污泥的厌氧消化书上:Bryant 1979 4%复杂有机物水解与发酵（水解与发酵单糖 VFA CO2 H2竺』较高级的有机酸 细菌原生动物 真菌 20% 乙酸 生成乙酸与脱氢 （产氢产酸菌） +CO 2 CH 4+2H 2O metha ne CH 4 H Ac 72% 2CH 3COOH >2CH 4+2CO 2 Acetic acid 生成甲烷 (产甲烷菌) 第一阶段 第二阶段第三阶段 （纤维素分解菌产氢产乙酸菌 甲烷杆菌球菌 碳水化合物分解菌 24%H 2产甲烷阶段的能量分析：（以乙酸钠为例）在好氧消化时：C2H3O2Na+2O2 --------- ” NaHCO3+H2O+CO2+848.8 KJ /mol在厌氧消化时：C2H 3O2Na +H2 O NaHCO3+CH4+29.3 KJ /mol 在底物相同的条件下，厌氧消化产生的能量仅是好氧消化的1/20 - 1/30.这些能量大部分都用于维持细菌的生活，而只有很少能量由于细胞合成•（这就是厌氧法产生剩余污泥量少的缘故）虽然厌氧消化过程是要经历多个阶段，但是在连续操作的厌氧消化反应器中这几个阶段同时存在,并保持某种平衡状态.8.3.2 厌氧消化动力学（与好氧相似）甲烷发酵阶段是厌氧消化速率的控制因素。

简介：污泥厌氧消化是指污泥在无氧条件下，由兼性菌和厌氧细菌将污泥中的可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等，使污泥得到稳定的过程，是污泥减量化、稳定化的常用手段之一。

机理：污泥厌氧消化是一个多阶段的复杂过程，完成整个消化过程，需要经过三个阶段（目前公认的），即水解、酸化阶段，乙酸化阶段，甲烷化阶段。

各阶段之间既相互联系又相互影响，各个阶段都有各自特色微生物群体。

水解酸化阶段：一般水解过程发生在污泥厌氧消化初始阶段，污泥中的非水溶性高分子有机物，如碳水化合物、蛋白质、脂肪、纤维素等在微生物水解酶的作用下水解成溶解性的物质。

水解后的物质在兼性菌和厌氧菌的作用下，转化成短链脂肪酸，如乙酸、丙酸、丁酸等，还有乙醇、二氧化碳。

乙酸化阶段：在该阶段主要是乙酸菌将水解酸化产物，有机物、乙醇等转变为乙酸。

该过程中乙酸菌和甲烷菌是共生的。

甲烷化阶段：甲烷化阶段发生在污泥厌氧消化后期，在这一过程中，甲烷菌将乙酸（CH3COOH）和H2、CO2分别转化为甲烷，如下：2CH3COOH→2CH4↑+ 2CO2↑4H2+CO2→CH4+ 2H2O在整个厌氧消化过程中，由乙酸产生的甲烷约占总量的2/3，由CO2和H2转化的甲烷约占总量的1/3。

影响因素：温度：在污泥厌氧消化过程中，温度对有机物负荷和产气量有明显影响。

根据微生物对温度的适应性，可将污泥厌氧消化分为中温（一般30~36℃）厌氧消化和高温（一般50~55℃）厌氧消化。

研究表明，在污泥厌氧消化过程中，温度发生±3℃变化时，就会抑制污泥消化速度；温度发生±5℃变化时，就会突然停止产气，使有机酸发生大量积累而破坏厌氧消化。

酸碱度：研究表明，污泥厌氧消化系统中，各种细菌在适应的酸碱度范围内，只允许在中性附件波动。

微生物对pH的变化非常敏感。

水解与发酵菌及产氢、产乙酸菌适应的pH范围为5.0~6.5，甲烷菌适应的pH范围为6.6~7.5。

如果水解酸化和乙酸化过程的反应速度超过甲烷化过程速度，pH就会降低，从而影响产甲烷菌的生活环境，进而影响污泥厌氧消化效果，然而，由于消化液的缓冲作用，在一定范围内避免这种情况的发生。

污泥厌氧消化处置技术简介
一、处置流程图
沼气能源回收和土地利用为主的厌氧消化技术路线厌氧反应流程：
二、厌氧消化具有以下优点
（1）提高后续处理的效率并减少后续处理能耗。

通常认为厌氧反应可以实现污泥减量化、稳定化。

通过厌氧反应，污泥中有机物去除40%-60%，有害病菌减少。

此外，厌氧消化提高污泥脱水稳定性，让焚烧等后续处理减少35%以上的能耗。

（2）厌氧消化成本较低。

根据《中国环境报》统计，单纯厌氧
消化投资成本约为20-40万元/(吨/日），由于不用鼓风曝气等，节约了成本，单纯厌氧消化运行费用约为60-120 元/吨(含水率80%，不包括浓缩和脱水)，而好氧发酵运行费用为120-160 元/吨。

欧美50%以上的污泥采用厌氧消化处理，产生的沼气转化为电能可满足污水厂所需电力的33%-100%。

但污泥厌氧消化在我国应用的并不顺畅。

我国建设的约50 座污泥厌氧消化设施中，可以稳定运营的只有20 余座。

主要原因是由我国污泥泥质差、处理厂运行管理水平低。

我国污泥含砂量较高、有机物含量较低、污泥可生化性差，消化设备运行的稳定性和产沼气率等指标普遍未达到国外标准。

此外，我国缺乏沼气利用的激励机制，设备的投资费用高，系统运行较为复杂不易掌握。

不过采用碱解处理、热处理、超声波处理、微波处理等方法对污泥进行预处理，可以提高污泥水解速率，改善污泥厌氧消化性能。

并通过项目经验的积累，企业也逐步掌握了较为全面的操作技能。

污泥厌氧消化技术会是未来的一个主流方向。

污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化共3篇污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化1污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化污水处理厂中产生的污泥是一种富含有机物的固体废弃物，它需要得到合理的处理，以避免对环境造成污染。

厌氧消化工艺是一种有效的处理污泥的方式，它通过厌氧消化反应，将污泥中的有机物转化为甲烷等易于处理的物质。

然而，污泥在进行厌氧消化之前需要进行预处理，以充分释放有机物，并提高其可消化性。

本文将探讨污泥预处理—厌氧消化工艺的性能以及预处理过程中有机物的变化。

一、污泥预处理污泥预处理是指在进行厌氧消化反应之前，对污泥进行一定的处理，以减少其固体颗粒大小、增加有机物的可反应性，使污泥中的有机物更易被微生物降解。

常见的污泥预处理方法包括热处理、超声波处理、机械剪切等。

其中，热处理是一种较为常见的方法，其主要作用是通过加热使污泥中的有机物发生破坏、挥发与裂解等变化，以提高污泥的可消化性。

在实际应用中，污泥预处理方法的选择应根据污泥特性、工艺要求等因素进行综合考虑，以达到最佳的处理效果。

二、厌氧消化工艺厌氧消化工艺是一种利用厌氧微生物代谢有机物的过程，将污泥中的脂肪、蛋白质、碳水化合物等有机物转化为沼气和水。

该工艺相较于好氧处理更具有优势，它可以将有机物的降解效率提高到60%-90%以上，并能产生的沼气用于加热污水等用途。

该工艺的关键是在控制好水力停留时间的条件下，使污泥中的有机物与微生物充分接触和反应，以提高有机物的降解效率和沼气的产量。

三、预处理过程中有机物的变化在进行污泥预处理的过程中，主要是通过物理（振动、切割、加热等）、化学（氧化、脱水等）等方式来改变污泥中的有机物，并提高其可消化性。

其中，热处理是一种较为有效的方法。

在热处理过程中，随着温度的上升，污泥中的水分开始蒸发，污泥中的有机物逐步分解，而在达到一定温度时，污泥中的大分子化合物开始断裂，变为小分子化合物。

污水处理三年行动加快，行业协会称污泥厌氧消化将成热门 近年来，我国污水治理工作不断加快，各地纷纷推进污水处理设施建设，实现了取得了一定的成效。为了更好地推动污水处理行业的发展，我国行业协会提出了加快污水处理三年行动计划，并表示污泥厌氧消化将成为热门技术。这一举措将为我国污水治理工作带来新的机遇和挑战。

据了解，我国污水处理行业一直是环保产业的重要组成部分，但多年来一直存在着设施老化、技术滞后、管理不规范等问题。为了解决这些问题，我国政府多次出台了相关政策，鼓励企业投资建设污水处理设施，加快污水处理工作的进程。在这种背景下，行业协会提出了加快污水处理三年行动计划，旨在将污水处理工作推向一个新的高度。

加快污水处理三年行动计划将加大对污水处理设施建设的支持力度。在此次行动计划中，政府将向污水处理项目投入更多的资金，确保污水处理设施的建设能够顺利进行。这将为企业投资建设污水处理设施提供更多的机会和条件，也将为整个污水治理工作注入新的活力。

行业协会表示，污泥厌氧消化技术将成为热门技术。污泥厌氧消化是一种高效的污泥处理技术，可以将污泥中的有机物转化成沼气和高效肥料，实现资源化利用和减少污泥的排放。该技术在国外已经得到广泛应用，但在我国仍然处于起步阶段。随着政府对污泥资源化利用的重视和支持，污泥厌氧消化技术将成为污水处理行业的一个重要发展方向。

加快污水处理三年行动计划还将加强对污水处理设施的监管和管理。行业协会表示，将加大对污水处理设施的监督检查力度，确保其正常运行和达标排放。还将鼓励企业采用先进的污水处理技术，提高处理效率和水质达标率。这将有助于提升我国污水处理设施的整体水平，推动污水治理工作向更高层次发展。

污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化引言：污水处理厂是确保城市环境卫生和水源安全的重要设施之一。

在污水处理厂中产生的污泥是一种有机质富集的固体废弃物，若不加以处理和利用，会带来环境污染和资源浪费。

传统的污泥处理方法包括厌氧消化和好氧消化等，然而，这些方法存在处理周期长、产生的沼气产量低等问题。

为此，研究人员提出了污泥预处理技术，该技术可以提高有机质的降解效率，并提高沼气产量。

本文将重点探究污泥预处理—厌氧消化工艺的性能及预处理过程中有机物变化。

一、污泥预处理工艺的原理及方法1.1 厌氧预处理工艺的原理厌氧预处理是指在厌氧条件下，利用特定的微生物菌群对污泥中的有机物进行分解和降解。

该工艺是通过调节温度、pH值和厌氧罐中的氧气含量等因素来控制微生物菌群的生长和分解，从而实现有机物的降解和沼气的产生。

1.2 厌氧预处理的方法厌氧预处理的方法有很多种，常用的包括酸处理、碱处理和热处理等。

其中，酸处理是最常用的方法之一，可以通过加入酸性物质来调节污泥的pH值，从而提高有机物的降解效率。

二、污泥预处理—厌氧消化工艺的性能研究2.1 有机质降解效率通过对污泥预处理—厌氧消化工艺进行实地调查和实验研究，发现该工艺能够显著提高有机质的降解效率。

预处理过程中，厌氧条件下的微生物菌群能够更好地分解和降解污泥中的有机物，加速有机物的降解速率。

2.2 沼气产量研究表明，污泥预处理—厌氧消化工艺能够显著提高沼气的产量。

预处理过程中，微生物菌群充分分解和降解有机物，产生大量的沼气。

与传统的厌氧消化相比，污泥经过预处理后，沼气产量提高了40%以上。

三、污泥预处理过程中有机物变化在污泥预处理过程中，有机物经历了一系列的变化，包括溶解、降解和转化等过程。

3.1 有机物的溶解在污泥预处理过程中，一部分有机物会通过酸处理等方法被溶解出来。

溶解出的有机物可被微生物菌群更好地利用，从而提高有机物的降解效率。

污水处理三年行动加快，行业协会称污泥厌氧消化将成热门近年来，随着我国工业化和城镇化进程的加快，污水处理行业成为了广大投资者和企业关注的热点，特别是在环保政策日益严格的大环境下，污水处理三年行动的加快已成为必然趋势。

而据行业协会消息称，污泥厌氧消化将成为污水处理行业的热门，市场前景广阔。

随着我国工业化和城镇化进程的加快，污水处理行业面临的挑战也日益严峻。

数据显示，我国污水处理厂的数量虽然在不断增加，但仍无法满足日益增长的污水排放量。

由于环保政策的日益严格，传统的污水处理技术已经无法满足治理要求，因此需要引入新技术，提高污水处理效率和治理能力。

在这种情况下，污水处理行业亟需加快行动，以满足环保日益严格的要求。

据了解，为了加快污水处理行动的进程，国家相关部门已经出台了一系列政策文件，以推动污水处理行业的发展。

最为重要的就是《国务院办公厅关于印发重点流域污水处理三年行动计划的通知》，该计划明确了未来三年内我国将加大污水处理厂建设和更新改造的投入力度，以提高污水处理设施的治理能力和效率。

这也意味着，未来污水处理行业将迎来新的发展机遇。

在此背景下，污泥厌氧消化技术被行业协会称为将成为热门。

污泥厌氧消化是一种高效的污泥处理技术，通过利用微生物将有机物转化为沼气和有机肥料，实现了对污泥的资源化利用和无害化处理。

相比于传统的污泥处理技术，污泥厌氧消化不仅能够大大减少污泥的体积，节约处理成本，而且还能够产生沼气和有机肥料等价值产品，具有明显的经济和环保效益。

随着国家在环保政策上的力度不断加大，对污泥的处理和处置也将愈发严格。

污泥本身所含有的大量有机物和微生物，如果不得到有效处理，将会对周边环境造成严重的污染。

污泥的无害化处理将成为未来污水处理行业发展的重点，而污泥厌氧消化正是满足这一需求的有效技术手段。

据了解，目前国内外已经有许多污泥厌氧消化项目在实施中取得了显著的效果，成为了行业的亮点。

某地的一座污泥处理厂采用了污泥厌氧消化技术，成功将污泥处理量降低了80%，并且充分利用沼气等资源，取得了显著的经济效果。

污泥消化的概念污泥消化是一种处理污水处理厂产生的污泥的方法，通过生物水解、厌氧消化和好氧消化等过程，将污泥中的有机物降解为稳定的有机物和沼气，并使其体积减小，从而达到有效处理和资源利用的目的。

下面将分别介绍污泥消化的概念、工艺流程及其应用。

一、概念：污泥消化是指将污水处理过程中产生的污泥经过一系列的生物和物理化学过程，将有机物降解为稳定的有机物和沼气，并使污泥体积减小的方法。

这是一种效率高、资源利用程度高且对环境友好的处理方式。

二、工艺流程：污泥消化一般由生物水解和好氧消化两个阶段组成，有些工艺还包括厌氧消化阶段。

（一）生物水解阶段：生物水解是将污泥中的有机物分解为溶解性有机物和悬浮物的过程。

该阶段主要利用厌氧菌通过分解有机物，产生酸、醇和胺等溶解性有机物，同时还有胞外酶和胞内酶的参与。

这些溶解性有机物可被后期的好氧消化阶段进一步降解。

（二）好氧消化阶段：好氧消化是将生物水解阶段中形成的溶解性有机物进一步氧化，并将其转化为稳定的有机物和沼气。

该阶段主要利用好氧菌通过吸附、降解和吸附结晶等方式，将有机物转化为CO2、H2O和固体物质。

此外，好氧消化还可产生一部分沼气，可作为能源利用。

（三）厌氧消化阶段（部分工艺）：有些工艺还包括厌氧消化阶段，该阶段是在生物水解阶段之后，通过厌氧菌进一步分解有机物，产生沼气。

该阶段可以增加沼气的产量，同时也可以降低有机物的浓度。

三、应用：污泥消化是目前污水处理厂中常用的污泥处理方式，具有以下应用价值：（一）减少污泥体积：经过污泥消化处理后，污泥的体积大大减小。

这不仅方便了污泥的后处理，还降低了处理成本。

同时，减少污泥的体积还有利于减少污泥占用的土地资源。

（二）资源化利用：污泥消化过程中产生的沼气可以用作燃料或发电，实现能源的利用和节约。

此外，经过好氧消化处理后的污泥可以用作土壤改良剂，改善土壤结构和提高土壤肥力。

（三）环境友好：通过污泥消化处理，将有机物降解为稳定的有机物，减少了有机物对环境的污染。

厌氧消化技术在污泥处理中的应用摘要：厌氧消化技术因其低能耗、应用广泛的优势在“十四五”规划中被推荐应用到污泥处理中。

本综述针对我国污泥特点，重点讨论了几种常见的厌氧消化处理技术，分析了厌氧消化技术在污泥处理应用中的优势和弊端，探讨了国外厌氧消化技术和实施政策，并尝试为适合我国污泥情况的厌氧消化技术发展提供有益的思路和建议。

关键词：厌氧消化；污泥；处理技术；应用；发展一、引言1.1污泥的来源及处理必要性到 2020 年，我国污水日处理能力已达 1.93 亿 m3[1]，污泥作为污水的副产物，产生量达7288.3 万吨[2]。

污泥中含有大量的有害有毒物质，如果处理和处置不当，会对环境造成严重污染。

2022 年9 月我国要求到2025年，全国新增污泥无害化处置设施规模不少于 2 万吨/日，城市污泥无害化处置率达到90% 以上，地级及以上城市达到95% 以上[3]。

1.2污泥处理现状及存在的问题目前我国常用的污泥处理技术有生化法、物化法和热化法[4]。

其中，生化法包括堆肥处理和厌氧消化；物化法包括压滤、离心等；热化法包括焚烧、气化和热解等。

欧美50%以上的污泥采用厌氧消化处理，产生的沼气转化为电能可满足污水厂所需电力的33%～100%。

但污泥厌氧消化在我国应用的并不顺畅，主要原因是由我国污泥泥质差、处理厂运行管理水平低。

二、污泥厌氧消化技术理论与设备应用2.1厌氧消化技术理论厌氧消化技术就是在厌氧的条件下，以兼性厌氧菌、厌氧细菌以及其他微生物为媒介，利用这几种微生物的相互作用[5]，将复杂的大分子有机物分解成可利用的甲烷等物质。

目前学术界对于厌氧消化理论的主流是三阶段理论，相较于二十世纪上半叶的二阶段理论，强调了产氢产乙酸菌在此过程中的关键地位[6]。

在三阶段理论的基础上可再进行划分，分为四个阶段：分别是（1）水解阶段，（2）酸化阶段，（3）产氢产乙酸阶段，（4）产甲烷阶段。

2.2厌氧消化技术及设备2.2.1全混式厌氧消化工艺全混式厌氧工艺（CSTR）是目前最先进的湿式厌氧技术之一。

污泥厌氧消化系统1 引言随着城市规模的扩大和污水处理厂处理效率的提高，剩余污泥产量逐年增加.据统计，我国城市污泥年产量已达3000万吨(以80%含水率计)，其中80%未得到妥善处理.在众多的污泥处理方法中，厌氧消化技术能够同时实现污泥减量和回收能源，在国内外得到了广泛应用.然而，目前污泥厌氧消化的效率不高，尤其是我国污水处理厂厌氧消化池的运行效果不够理想，设计和运行缺乏理论指导.对于一个厌氧消化系统，物料的流变特性是工艺设计和运行中的重要参数，对传质、传热、搅拌和物料输送等厌氧消化单元有重要意义.在厌氧消化过程单元设计中，必须清楚原料的流体类型，计算出原料的流变参数，才能对厌氧消化、特别是高浓度物料厌氧消化进行合理的工艺设计以及设备选用与开发.此外，原料的流变特性也是厌氧消化工艺控制的重要依据.由于流变特性在厌氧消化工艺设计和运行中的重要作用，一些学者对污泥的流变特性做了初步研究.Pollice和Laera研究了在不同水力停留时间下污泥以黏度表征的流变特性.Chen和Hashimoto对新鲜污泥的流变特性进行了研究，试验的浓度变化范围是2.71%～6.53%，温度变化范围为 9.5～26 ℃，这个较低的浓度和温度变化范围不能适应如今广泛使用的中高温(>35 ℃)、高浓度(>8%)厌氧消化.Sozanski 等用旋转流变仪对污泥进行流变试验研究，对流变曲线进行分析，设计了流变模型，并针对模型给出了经验公式和一些预测参数值来探讨污泥在不同浓度和温度下的流变特性.Bos使用毛细管流变仪和旋转流变仪对污泥流变特性进行试验研究，建立了温度和含水率对污泥流变特性影响的流变方程.目前，关于污泥厌氧消化原料流变特性的研究主要集中在污泥本身，而对于餐厨垃圾与污泥混合物料的流变特性研究，国内外却鲜有报道.近年来，国内外采用餐厨垃圾与污泥联合厌氧发酵的研究及沼气工程日益增多，大部分研究都集中在餐厨垃圾对泥质的改善方面，而对于添加餐厨垃圾对污泥流变特性的影响研究却很少，导致混合发酵原料流变特性参数仍然缺乏，制约了厌氧消化单元过程的优化设计.本文对4种主要的厌氧消化原料——脱水污泥、脱水污泥与餐厨垃圾混合物、剩余污泥以及剩余污泥与餐厨垃圾混合物的流变特性进行了研究，考察了物料浓度和温度对流变特性参数的影响，并拟合了相应模型，以期为厌氧消化设备选用及工艺设计提供基础参数.2 材料和方法2.1 试验材料脱水污泥(dewatered sludge，以下简称DS)和剩余污泥(waste activated sludge，以下简称WAS)取自天津市张贵庄污水处理厂，餐厨垃圾取自天津大学学生食堂，原料取回后保存于4 ℃冰箱冷藏待用，餐厨垃圾首先经人工分选出其中的杂物，包括塑料、纸类及骨头等，然后用破碎机破碎后搅匀冷藏.DS的总固体浓度(TS)和挥发性固体浓度(VS)分别为16.4%和9.4%，WAS的TS 和VS浓度分别为2.6%和1.4%，破碎后餐厨垃圾的TS和VS浓度分别为19.3%和18.9%.2.2 试验方法2.2.1 固体浓度对原料流变特性影响根据原料的起始 TS浓度，用蒸馏水分别将DS、DS与餐厨垃圾按TS 4 ∶ 1混合的混合物(the mixture of dewatered sludge and food waste，以下简称MDF)配制成TS浓度分别为1%、3%、5%、8%和10%的混合液装于500 mL 烧杯中;用恒温水浴锅控制混合液温度为35 ℃，样品经过搅拌之后，用旋转黏度计(NDJ5-S，中国上海)测量 4 个搅拌转速(6、12、30、60 r · min-1)下的黏度，待读数基本稳定时，每10 s 读数1次，共读取7个黏度值，取算术平均值.由于WAS的流体稠度系数(K)较高，在浓度大于5%时，物料的黏度急剧增大，不利于污泥厌氧消化的进行，并且污水厂WAS浓缩后浓度一般在3%～5%，所以对于WAS流变特性的研究只在较低浓度下进行.根据原料的起始TS，用蒸馏水或离心机分别将WAS、WAS与餐厨垃圾按TS 4 ∶1混合的混合物(the mixture of waste activated sludge and food waste，以下简称MWF)配制成TS浓度分别为1%、3%和5%的混合液装于500 mL烧杯中，黏度测量方法同上.2.2.2 温度对原料流变特性影响将上述4种原料配制成TS为5%的混合液并装于 500 mL 烧杯中，用恒温水浴锅将混合液温度分别控制在 15、25、35、45 ℃和55 ℃条件下，用旋转黏度计测量黏度.黏度随温度变化趋势采用线性模型描述，如式(1)所示.式中，μ为表观黏度(mPa · s);t为温度(℃).3 结果与讨论3.1 4种发酵原料的流变特性黏度是反映原料流变特性的重要指标.根据流体黏度的变化规律，可将流体分为两大类：在一定温度下，流体的黏度值不随剪切速率变化而变化，为一常数，这类流体称为牛顿流体;在一定温度下，其黏度值随剪切速率的变化而变化，这类流体称为非牛顿流体.非牛顿流体极为普遍，广泛存在于化工、食品及建筑材料、生物医学等领域.由于与牛顿流体相比，非牛顿流体的流变特性极为复杂，在研究过程中经常会遇到各种困难.因此，到目前为止，对于非牛顿流体的研究还很少，而针对污泥以及餐厨垃圾与污泥混合物的研究则更少.由于非牛顿流体的普遍性及其流变特性的复杂性，在研究过程中，逐渐形成了一些描述非牛顿流体剪切应力和剪切速率之间关系的非牛顿流体流变模型，常用的非牛顿流体流变模型主要有幂律方程(Power-law model)、宾汉方程(Bingham model)、Herschel-Bulkley方程、Cassion方程、Sisko 方程等(李学哲等，2009).张新瑜等(2008)通过实验验证了活性污泥的流变特性符合 Ostwald de Vaele 模型.Hasar(2004)研究了MBR反应器中活性污泥的流变特性，结果表明，低剪切速率范围内活性污泥最适合的流动模型是Ostwald de Vaele 模型.Ostwald de Vaele 模型又称没有屈服应力的幂律模型，是最常用的模型之一，而本次试验所选取的剪切速率(6～60 r · min-1)属于低剪切速率范围，因此可以使用幂律方程(如式2)来描述其流变特性.式中：μ为表观黏度(mPa · s); N 为转速(r · s-1); K为流体稠度系数(Pa · sn); n 为流体流变指数(无因次).根据式(2)，测定不同转速条件下的原料黏度，由幂律方程拟合得到4种发酵原料的流变特性参数，如表 1所示.流变指数n是衡量实际流体与牛顿流体相似程度的指标.当n为1时，此时流体为牛顿流体;n小于1时，流体为假塑性或者剪切变稀流体;n大于1时，流体为膨胀塑性或者剪切增稠流体.从表 1中可以看出，4种原料的流变指数n都小于1，在 TS 为 5%、温度为35 ℃条件下都为假塑性流体(陈志平等，2004).造成这4种原料呈现明显的假塑性流体性质的原因可能是污泥主要由微生物聚集体(即活性污泥菌胶团)、废水带入的无机性沉渣、少量未降的有机物等大分子物质和大量的水分组成，污泥混合液中大分子物质的存在会使原料在受到剪切后发生分子的重排，分子趋向与流动方向一致，流动阻力下降，从而使表观黏度在剪切速率增大时减小(刘刈等，2009).4种原料中WAS的流变指数最小，剩餐的最大，这说明在 TS 为 5%、温度为35 ℃条件下4种原料中MWF的流变性质最接近牛顿流体，而WAS偏离牛顿流体的程度最大.此外，4种原料中MDF的黏度最小，WAS的黏度最大，而流体稠度系数作为黏度的量度，使得通过拟合的得到的4种原料的流体稠度系数中MDF最小，WAS最大.表1 4种发酵原料在 TS=5%、35 ℃条件下的流变指数(n)、流体稠度系数(K)和黏度(μ)3.2 TS对4种原料流变特性的影响3.2.1 TS对黏度的影响4种发酵原料在不同剪切速率条件下的黏度随TS浓度的变化如图 1所示.其中，DS与MDF 在TS为1%时，黏度很小，已经超出了旋转黏度计的测量范围，故未在图 1中表示.由图 1可以看出，随着TS浓度的升高，4种发酵原料的黏度随之增大，并呈现出对数增长的趋势.这说明，TS浓度越高，污泥中的絮体结构相互连接形成的网络结构越紧密，从而使得表观黏度越大(Monteiro，1997).此外，由图 1还可以得出，随着剪切速率的增大、原料浓度的减小，原料黏度降低的幅度就越大，呈现出剪切变稀的现象;而相关研究表明，污泥的表观黏度随剪切速率的增加而降低(李学哲等，2009;Yang et al., 2009;张新瑜等，2008;董玉婧等，2012;Klinksieg etal., 2007; Aranowski et al., 2010)，这是假塑性流体的性质之一，可见这4种原料属于假塑性流体.Guibaud等认为污泥混合液之所以具有假塑性流体等非牛顿流特性可能是由于转子的剪切作用，使得原本不均匀的污泥颗粒产生定向流或者是使得污泥絮体解絮以致表观黏度下降而造成的(Guibaud et al., 2004).图1 35 ℃条件下4种发酵原料黏度随浓度的变化3.2.2 TS对流变指数的影响目前，大中型沼气工程发酵原料浓度差别很大，不同的原料、水力停留时间都会造成厌氧消化罐内的浓度差别，浓度变化从低浓度物料的 2%到目前高浓度厌氧消化进料浓度 10%左右(邓良伟等，2007)，所以有必要考察固体浓度对发酵原料流变特性的影响.由图 2可以看出在60 r · min-1剪切速度下添加餐厨垃圾后的MWF和MDF的黏度较相应的纯泥而言都有所降低，一方面可能是由于餐厨垃圾的含水率较原泥的含水率低，在配制混合液时会加入更多的水稀释，从而导致黏度的降低;另一方面通过对TS为3%、5%、8%浓度的餐厨垃圾进行黏度的测量，发现黏度值均在50 mPa · s以下，因此推测将一种很低黏度的流体混入相对较高黏度流体后，可能会使得混合液黏度变小.在TS为5%时，DS和MDF的黏度明显小于WAS 和MWF.本课题组前期试验结果显示，在TS为5%浓度下分别对MWF和MDF进行联合厌氧发酵实验，MDF与MWF混合厌氧发酵平均日产气量分别为411.5 mL · L-1 · d-1、256.2 mL · L-1 · d-1，MDF厌氧发酵日产气量是MWF的1.6倍.MDF比MWF的产气性能好，这可能跟MDF的黏度较低，便于物料与反应器中基质和微生物混合有关.由图 2还可以看出，DS和MDF的黏度在TS=1%到TS=8%的浓度区间内变化较为缓慢，但当TS从8%增长到10%时，物料的黏度急剧增大，因此对于高浓度物料的消化系统而言，如果物料不进行预处理，TS=8%是一个较为利于厌氧消化的浓度条件.图2 不同TS浓度条件下4种原料黏度的比较以及变化(35 ℃、剪切速度60 r · min-1)由图 3可以看出，4种原料的流变指数均随TS浓度升高而呈先升高后降低的趋势，不同的是WAS和MWF是在TS=3%时流变指数最大，而DS和MDF是在TS=5%时流变指数最大.造成这种差异的原因可能是WAS和DS组成成分不同做造成的.WAS和MWF在TS=3%时更接近牛顿流体，说明在TS=3%时厌氧消化系统中传质和传热效果较好，有利于厌氧消化过程的进行.而对于DS和MDF 而言，TS=5%时流变指数最大，同样在这个浓度下也有利于物料的混合，这也从另一方面解释了前期发酵试验中在TS为5%浓度下MDF比MWF的产气性能好的原因.图3 不同 TS 浓度条件下4种原料的流变指数n的变化(35 ℃、剪切速度60 r · min-1)3.3 温度对流变特性的影响3.3.1 温度对黏度的影响4种发酵原料在不同剪切速率条件下的黏度随温度的变化如图 4所示.由图 4可以看出，这4种原料黏度随温度变化基本符合线性关系.4种原料的黏度随着温度的升高而下降;剪切速率越低黏度越大，且下降的幅度越大.出现这种现象的原因是随着温度的升高，污泥的活性成分被激活，会表现出剪切稀化现象，含水率越高，流变参数就越低(张晓斌，2014).而从现有的研究显示，高温发酵或对发酵原料进行高温热处理后再进行发酵的工艺，单位VS产气量均高于中温发酵;造成这种结果的原因除了在高温条件下原料内大分子物质水解程度较高外，还可能是高温条件下原料的黏度较低，使得混合更加充分，从而使得产气效率较高.图4 4种原料黏度随温度的变化(TS=5%)3.3.2 温度对流变指数的影响TS为5%时4种原料流变指数随温度的变化情况如图 5所示.由图 5可以看出4种原料的流变指数随着温度的升高而增大.这说明温度越高，这4种原料的流变性质越接近牛顿流体.在这4种原料中，可以明显的看出WAS的流变指数最小，偏离牛顿流体的程度最大;MWF的流变指数最大，最趋向于牛顿流体.通过对原始餐厨垃圾的流变特性分析，含水率为81.54%的未稀释餐厨的黏度为1814 mPa · s，流变指数为0.6177，流变指数大于本文所研究的4种原料的任何1种;可能是餐厨垃圾较纯污泥更趋向于牛顿流体，餐厨垃圾的加入导致污泥流变特性的改变，使得混合液较纯泥更趋向于牛顿流体.DS的流变指数升高的幅度较大，其余3种原料升高的幅度较小.这说明相对于其他3种原料，DS的黏度对温度变化更敏感.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。

污泥厌氧消化处理技术分析厌氧消化是污泥稳定化、无害化、资源化的主要方式之一，是污泥处理与处置的发展趋势。

本文对污泥厌氧消化技术的原理、影响因素以应用现状进行了分析，提出污泥厌氧消化的合理化建议。

标签：剩余污泥；水热预处理；国内外研究现状；建议污泥是由多种微生物形成的菌胶团的集合体，含有大量极易腐败的有机物，因此如何减少污泥污染并且有效利用这类生物质能源对实现环境和经济的可持续发展具有重要意义。

目前污泥的主要处理处置工艺有厌氧消化、好氧堆肥、干化焚烧、石灰稳定、深度脱水等，而厌氧消化相较于其他处理工艺可以实现污泥的减量化和稳定化，具有能耗低、消化后稳定度高的优点，并且污泥厌氧消化产生生物燃气甲烷，实现了污泥的资源化。

但是污泥厌氧消化的投资高、处理技术较复杂、启动和处理的时间长，特别是我国北方地区由于温度低，对污泥厌氧消化系统的运行管理提出了更高的要求，因此一定程度上限制了污泥厌氧消化法的使用。

因此如何充分发挥污泥厌氧消化的优势，解决污泥厌氧消化的问题，提高污泥消化速率，走污泥的资源化利用之路，具有重大研究价值。

一、污泥厌氧消化的原理厌氧消化是指利用厌氧菌对污泥进行发酵，在微生物的作用下使污泥中的有机物得到降解并逐步到达稳定，并在此过程中不断产生生物燃料甲烷的一种方法。

目前厌氧消化较为公认模式为三阶段理论，第一阶段为水解发酵阶段，第二阶段为产氢产乙酸阶段，第三阶段为产甲烷阶段。

在第一阶段，污泥中的一些结构复杂的有机物被分解成简单的有机物，如一些脂类的物质会被转化成脂肪酸和甘油，一些蛋白质分子会被转化成氨基酸，一些纤维素类物质也会被水解成糖类等，然后产酸菌会通过厌氧发酵和氧化等过程把这些简单的有机物进一步的转化成醇类和脂肪酸类如甲酸、乙酸、丙酸等；在第二阶段，产氢产乙酸菌会把水解阶段产生的中间产物，如醇类和丙酸、丁酸等脂肪酸类简单有机物（甲烷、甲醇、乙酸除外）转化乙酸和氢并且会有二氧化碳放出；在第三阶段，产甲烷菌会将前两个阶段产生的乙酸、氢气及二氧化碳等小分子物质转化为甲烷。