污泥高级厌氧消化的应用现状与发展趋势

　　对污泥高级厌氧消化的技术发展动力进行了分析，指出了提高能源效率、污泥品质、脱水性能、消化性能及运行效果是高级厌氧消化发展的主要动力。对高温消化、两相消化、延时消化、协同消化及热水解+消化等几种高级厌氧消化技术进行了介绍，分析了其技术的优、缺点和工艺发展的各种变型。最后对高级厌氧消化技术的未来发展前景进行了展望。

　　陈?（1975—），博士在读，高级工程师，研究方向为污水处理资源化技术、营养物去除与回收、水回用及污泥处理处置技术。

　　传统厌氧消化用于处理城市污水处理厂的污泥在欧洲已超过100年历史，污水处理的污泥厌氧中温消化是传统的处理技术，随着对可再生能源及及经济效益的追求，污泥高级厌氧消化成为最近10年来污泥处理领域内一个鲜明的发展方向。

　　所谓高级厌氧消化是指相对于传统中温厌氧消化能够显著提高挥发性固体负荷降解率（VSR）的厌氧消化技术。目前，高级厌氧消化技术主要有高温消化、两相消化、延时消化、协同消化以及热水解+消化等技术形式。与传统厌氧消化技术相比，高级厌氧消化技术的研发及应用历史较短，但一些技术已经展现出了良好的发展势头，这些新技术的发展正在奠定将来厌氧消化的技术局面。很多技术目前仍然处于不断的研究之中，

　　1高级厌氧消化技术

　　1.1高温消化

　　高温消化与中温消化很类似，所不同的是运行的温度在50~57℃之间，高温消化的一个显著特点是高温会更高效地灭活病原菌并使反应速度加快。研究结果显示，病原菌的灭活时间会随着温度的升高很降低。高温消化在设计参数上与中温消化有所不同，例如悬浮固体的负荷要高很多，另外SRT也会更低，约11~15天。

　　高温消化有几种不同的形式，包括几个高温消化池串联、高温消化+中温消化、中温消化+高温消化+中温消化等形式，最常见的是高温消化+中温消化，这种形式的消化往往又被称为异温分段厌氧消化（TPAD），TPAD的一个显著特点是在利用高温消化的同时又可避免挥发性有机酸释放的恶臭。图1是TPAD的示意图。目前在北美约有20个处理厂应用了这一技术。

　　图1TPAD工艺

　　高温厌氧消化有诸多的技术优点，包括提高VSS分解率、池容更小、病原菌灭活效果更好、消化污泥脱水的效果更好等。当然这一技术也存在一些不足，比如单级高温消化会有比较重的恶臭，污泥加热所需的能量较高，高温对混凝土池体是个考验，污泥脱水滤液中的氨含量较高，温度较高可能会导致换热器的堵塞等。为了达到较高的病原菌灭活效果，需要避免消化池在搅拌上由于完全混合池型所导致的短流问题，因此高温消化池有时候会采取间歇的运行方式，或是几个高温消化池串联运行。

　　1.2两相厌氧消化

　　传统的厌氧消化包括水解、产酸及甲烷化这三个阶段，通常都是在一个池内完成上述反应过程。两相厌氧消化工艺是把酸化和甲烷化两个阶段分离在两个串联反应器中，使产酸菌和产甲烷菌各自在最佳环境条件下生长，这样不仅有利于充分发挥其各自的活性，而且提高了处理效果，达到了提高容积负荷率，减少反应容积，增加运行稳定性的目的，工艺示意如图2。

　　图2两相厌氧消化