城市污水处理厂污泥厌氧消化处理技术的研究进展

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇城市污水处理厂污泥厌氧消化处理技术的研究进展范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要：住建部和发改委在2011年颁布了《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南（试行）》，明确指出污泥厌氧消化为污泥土地利用提供较好基础，而《“十二五”期间污泥处置建议》指出大中型厂宜优先选用厌氧消化污泥处理工艺。然而受到安全要求高、运营不经济、资金投入大等多种因素影响，污泥厌氧消化处理技术在我国城市污水处理厂的应用并不十分广泛，本文将从影响因素、速率问题及优化方法多个角度入手，就城市污水处理厂污泥厌氧消化处理技术的研究进展进行研究。

关键词：城市污水处理厂；污泥厌氧消化；研究进展

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）10-0001-01

1 污泥厌氧消化处理技术的影响因素

首先，温度的影响。污泥厌氧消化通常选择中温厌氧消化（33～37℃）和高温厌氧消化（50～55℃）。有研究者模拟研究由于加热失败导致温度由55℃突降到20℃，在20℃持续1h、5h、12h、24h对高温厌氧消化处理城市生活污水的影响，结果显示温度突降后，产气量基本为0，VFA累积以及pH降低。

其次，pH值。产甲烷菌的生长代谢和繁殖对pH值的波动十分敏感，即使在其生长pH范围内的突然波动也会引起细菌活力的明显下降，其它菌种对pH值波动的抵抗力稍好。不利pH条件下污泥中的有机物转化为脂肪酸等，导致系统内有机酸的大量积，进而产甲烷菌受到进一步的抑制甚至完全失活。

再次，搅拌。搅拌可以使消化罐内污泥浓度、pH值、微生物等保持均匀，避免消化罐内部分物质累积，表层污泥结壳等。

最后，毒性抑制物质。许多物质可以对污泥厌氧消化过程产生毒性抑制作用，包括氨氮、重金属、硫化物、有机酸等。有研究表明，对于高含固率污泥厌氧消化（反应器内污泥浓度为3～4%），氨氮浓度为1670～3720mg/L时，可以使产甲烷活性降低10%；当氨氮浓度为4090～5550mg/L，产甲烷活性降低50%；当氨氮浓度超过5880mg/L时，产甲烷过程被完全抑制。

2 污泥厌氧消化处理技术的速率问题

污泥的厌氧消化可分为三个阶段：水解发酵、酸性发酵和甲烷发酵，其中后两个阶段进行的较快，而水解过程进行十分缓慢，导致污泥厌氧消化较长的停留时间（SRT）和较大的消化池占地面积。剩余污泥中的大多数有机质存在于微生物细胞内，微生物的细胞壁是一个稳定的半刚性结构，起着保护细胞的作用。只有打破细胞壁结构将胞内有机质释放出来，厌氧菌才能利用这些基质进行厌氧消化。因此当污泥作为消化基质投入厌氧反应器时，水解过程必然成为整个污泥厌氧消化过程的限速步骤。

此外，污泥絮体是由有机纤维、菌胶团、无机颗粒、丝状菌和二价阳离子等组成，并由胞外聚合物联结在一起。胞外聚合物包裹在微生物菌体细胞外，厌氧消化过程中胞外聚合物的存在会在一定程度上降低厌消化液中的酶与微生物细胞接触的几率，阻碍细菌菌体破解的进程，从而使厌氧消化速率减慢。

3 污泥厌氧消化处理技g的优化方法

第一，热预处理法。例如国外有研究者将污泥分两步热水解，首先在70℃条件下水解2天，然后调节预处理温度在55℃条件下水解13天，结果有机悬浮固体去除率提高了12%，生化产甲烷潜力提高了48%，厌氧发酵甲烷产率提高了115%，污泥中病原菌的灭火率也有所提高，同时热预处理等过程中所需要的能量投入完全可以由热预处理增加的甲烷产出量补给。

第二，超声波预处理。例如有研究者通过低强度的超声波处理来研究对污泥性质的影响，主要研究声能密度、处理时间和声强对厌氧消化的影响情况，结果表明，低强度超声波处理能强化污泥厌氧消化效果，促进水解蛋白质、纤维素、脂肪的提高，有利于增强产沼气效果。

第三，微波预处理。微波预处理主要是利用微波的加热效应，加热污泥中的水和有机物等吸收微波能的物质，从而达到破解污泥絮体和微生物细胞的作用，提高污泥的水解效率。国外研究者通过中试连续运行试验，考察了微波预处理对污泥厌氧消化的强化效果，结果表明，经过80℃微波加热，大量溶解性COD得到释放，同时产甲烷量提升近50%。

第四，酶预处理。国外有研究者于35℃下向污泥中投加四种酶水解4h，结果显示，投加脂肪酶和蛋白酶后，生物气产量都有所增大，且这一表现与酶的形态无关。酶投加量为60mg/gTS时最佳，其污泥减量率比未加酶处理的空白对照高出60%，有利于固液分离，进而提高液相的消化速率。

第五，碱预处理。常温条件下向污泥中投加少量的碱就可明显提高污泥的溶解程度，有研究者采用碱预处理调节污泥pH值到10，然后维持数天后再进行厌氧发酵，结果消化过程产气量明显增大，而且污泥停留时间也比对照组缩短。

4 结语

随着能源价格的不断上涨和资源回收需求的不断增加，加之高速厌氧反应器的不断发展，厌氧消化技术因其污泥减量化、无害化、资源化以及稳定化的特点，已受到前所未有的关注和研究。

参考文献

[1]李雪，林聪，沙军冬，李想，王飞.不同生物预处理方式对污泥厌氧消化过程性能的影响[J].农业机械学报，2015，46（8）.

[2]陶B，潘贤，赵智宇.城镇污水污泥厌氧消化技术及能源消耗[J].科技展望，2016，26（6）.