《城鎮(zhèn)污水廠污泥厭氧消化工程設(shè)計(jì)與建設(shè)》：
　　2.4 污泥厭氧消化工藝發(fā)展
　　厭氧消化處理污泥是目前最常用的污泥穩(wěn)定化方法之一。然而，污泥厭氧消化處理工程在經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了部分城市污水處理廠污泥有機(jī)物含量較低、重金屬含量較高、污泥厭氧消化工藝停留時(shí)間較長(zhǎng)、污水污泥碳氮比較低等問(wèn)題，影響了污泥厭氧消化效果。針對(duì)這些問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了諸多新工藝。
　　2.4.1 高含固厭氧消化工藝
　　常規(guī)污泥厭氧消化技術(shù)的進(jìn)料含固率僅為3%～5%，進(jìn)料含固率偏低導(dǎo)致設(shè)備體積龐大、固定資產(chǎn)投資較高；此外，我國(guó)污泥有機(jī)質(zhì)含量較低，低固體負(fù)荷條件下厭氧消化普遍存在沼氣產(chǎn)率偏低的問(wèn)題，所產(chǎn)生沼氣在滿足自身的加熱和攪拌能量需求后所剩無(wú)幾，導(dǎo)致厭氧消化的能量回收優(yōu)勢(shì)并不明顯。
　　污泥高含固厭氧消化可在一定程度上解決常規(guī)厭氧消化所存在的上述缺陷。高含固厭氧消化的進(jìn)料含固率一般大于10%，由于進(jìn)泥含固率大幅度升高，厭氧消化池處理能力也相應(yīng)提升，所需反應(yīng)器體積大大減少，節(jié)省了固定資產(chǎn)投資，同時(shí)還減少了污泥加熱、保溫所需能耗；此外，通過(guò)提高污泥含固率，厭氧消化池有機(jī)負(fù)荷相應(yīng)提高，可以獲得更高的單位容積沼氣產(chǎn)率以及更好的能源回收效果。
　　迄今為止，國(guó)外針對(duì)高含固厭氧消化工藝已開(kāi)發(fā)出了多種實(shí)用化技術(shù)，處理對(duì)象包括污泥、生活垃圾和畜牧業(yè)糞便等固體廢棄物。例如，芬蘭的HLAD工藝目前在國(guó)內(nèi)外均得到了推廣應(yīng)用，該工藝包括以下流程：脫水污泥經(jīng)磅秤稱(chēng)重后卸入污泥料倉(cāng)，由柱塞泵送人污泥預(yù)反應(yīng)池；污泥在預(yù)反應(yīng)池中被熱水稀釋至設(shè)計(jì)含水率85%，并加熱至37～38℃；經(jīng)預(yù)反應(yīng)池加熱和均質(zhì)處理后的污泥，再由泵輸送至高負(fù)荷中溫厭氧消化池。由于進(jìn)泥含水率與傳統(tǒng)厭氧消化相比較低，HLAD工藝厭氧消化池內(nèi)單位微生物量能夠接觸消化的有機(jī)物量大大提高，因而其產(chǎn)氣效率亦相應(yīng)提高。據(jù)國(guó)外案例介紹，該工藝產(chǎn)氣效率比傳統(tǒng)厭氧消化高出30%。芬蘭CITEC公司的高含固厭氧消化技術(shù)（Waasa工藝），可以處理總固體濃度達(dá)10%～15%的生物質(zhì)漿液，該技術(shù)目前應(yīng)用于芬蘭Vaasa市的垃圾處理廠，同時(shí)使用中溫35℃和高溫55℃消化工藝。德國(guó)Radeberg處理廠將污水污泥與城市生活垃圾混合進(jìn)行高含固厭氧消化，沼氣通過(guò)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)（CHP）被轉(zhuǎn)化為電能，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
　　然而，污泥高含固厭氧消化技術(shù)本身也存在著諸多難點(diǎn)，其中包括：
　�、俜磻�(yīng)基質(zhì)濃度高，造成反應(yīng)中間產(chǎn)物與能量在介質(zhì)中傳遞、擴(kuò)散困難，易形成反饋抑制。
　�、谒�分含量低影響細(xì)胞移動(dòng)或酶擴(kuò)散，增大啟動(dòng)難度。
　　③攪拌阻力大，能耗高。為了提高污泥高含固厭氧消化效率，降低污泥黏度與攪拌阻力，可采取高溫?zé)崴�解、超聲處理、酸堿處理等方式對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理，其中污泥“高溫?zé)崴�解十高含固厭氧消化”工藝目前在工程�?shí)踐中得到了日益廣泛的關(guān)注與應(yīng)用。2.4.2污泥與有機(jī)固廢共消化工藝
　　為解決城市污水處理廠污泥有機(jī)物含量低這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，同時(shí)也解決餐廚垃圾、動(dòng)物糞便和工業(yè)有機(jī)廢棄物等城市有機(jī)垃圾的出路問(wèn)題，許多國(guó)家開(kāi)發(fā)了污泥與城市有機(jī)廢棄物共消化工藝，也稱(chēng)為聯(lián)合厭氧發(fā)酵工藝。該工藝基本流程是：先對(duì)城市有機(jī)固體廢棄物進(jìn)行分選和破碎處理，再與城市污水處理廠污泥混合并稀釋至所需含水率，然后將均質(zhì)物料輸送至消化池中進(jìn)行厭氧發(fā)酵，并回收沼氣能源。國(guó)外諸多研究成果和案例表明，污泥與生活垃圾、餐廚垃圾等城市有機(jī)廢棄物共消化不僅具有技術(shù)可行性，而且共消化效果明顯優(yōu)于各種物料單獨(dú)消化的累計(jì)效果。
　　在污泥與有機(jī)固體廢棄物共消化工藝中，污泥與餐廚垃圾共消化工藝得到極大的關(guān)注。污泥是污水處理副產(chǎn)物，主要由微生物形成的菌膠團(tuán)及其所吸附的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物構(gòu)成，單獨(dú)進(jìn)行厭氧消化時(shí)，由于消化基質(zhì)主要包含在污泥微生物細(xì)胞內(nèi)、可利用性差，導(dǎo)致厭氧消化速率低、沼氣產(chǎn)量少。餐廚垃圾中有機(jī)質(zhì)含量高，具有很好的厭氧消化產(chǎn)甲烷潛質(zhì)。然而餐廚垃圾單獨(dú)厭氧消化過(guò)程中容易發(fā)生酸積累和氨氮抑制現(xiàn)象，從而造成消化進(jìn)程緩慢，甚至導(dǎo)致厭氧消化系統(tǒng)啟動(dòng)和運(yùn)行失��；此外，餐廚垃圾具有高鹽分的特點(diǎn)，而產(chǎn)甲烷微生物對(duì)鈉離子（Na+）非常敏感，當(dāng)Na+濃度大于5000mg/L時(shí)會(huì)對(duì)產(chǎn)甲烷過(guò)程產(chǎn)生不利影響。
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