污泥高級厭氧消化的應用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

　　對污泥高級厭氧消化的技術發(fā)展動力進行了分析，指出了提高能源效率、污泥品質、脫水性能、消化性能及運行效果是高級厭氧消化發(fā)展的主要動力。對高溫消化、兩相消化、延時消化、協(xié)同消化及熱水解+消化等幾種高級厭氧消化技術進行了介紹，分析了其技術的優(yōu)、缺點和工藝發(fā)展的各種變型。最后對高級厭氧消化技術的未來發(fā)展前景進行了展望。

　　陳?（1975—），博士在讀，高級工程師，研究方向為污水處理資源化技術、營養(yǎng)物去除與回收、水回用及污泥處理處置技術。

　　傳統(tǒng)厭氧消化用于處理城市污水處理廠的污泥在歐洲已超過100年歷史，污水處理的污泥厭氧中溫消化是傳統(tǒng)的處理技術，隨著對可再生能源及及經(jīng)濟效益的追求，污泥高級厭氧消化成為最近10年來污泥處理領域內(nèi)一個鮮明的發(fā)展方向。

　　所謂高級厭氧消化是指相對于傳統(tǒng)中溫厭氧消化能夠顯著提高揮發(fā)性固體負荷降解率（VSR）的厭氧消化技術。目前，高級厭氧消化技術主要有高溫消化、兩相消化、延時消化、協(xié)同消化以及熱水解+消化等技術形式。與傳統(tǒng)厭氧消化技術相比，高級厭氧消化技術的研發(fā)及應用歷史較短，但一些技術已經(jīng)展現(xiàn)出了良好的發(fā)展勢頭，這些新技術的發(fā)展正在奠定將來厭氧消化的技術局面。很多技術目前仍然處于不斷的研究之中，

　　1高級厭氧消化技術

　　1.1高溫消化

　　高溫消化與中溫消化很類似，所不同的是運行的溫度在50~57℃之間，高溫消化的一個顯著特點是高溫會更高效地滅活病原菌并使反應速度加快。研究結果顯示，病原菌的滅活時間會隨著溫度的升高很降低。高溫消化在設計參數(shù)上與中溫消化有所不同，例如懸浮固體的負荷要高很多，另外SRT也會更低，約11~15天。

　　高溫消化有幾種不同的形式，包括幾個高溫消化池串聯(lián)、高溫消化+中溫消化、中溫消化+高溫消化+中溫消化等形式，最常見的是高溫消化+中溫消化，這種形式的消化往往又被稱為異溫分段厭氧消化（TPAD），TPAD的一個顯著特點是在利用高溫消化的同時又可避免揮發(fā)性有機酸釋放的惡臭。圖1是TPAD的示意圖。目前在北美約有20個處理廠應用了這一技術。

　　圖1TPAD工藝

　　高溫厭氧消化有諸多的技術優(yōu)點，包括提高VSS分解率、池容更小、病原菌滅活效果更好、消化污泥脫水的效果更好等。當然這一技術也存在一些不足，比如單級高溫消化會有比較重的惡臭，污泥加熱所需的能量較高，高溫對混凝土池體是個考驗，污泥脫水濾液中的氨含量較高，溫度較高可能會導致?lián)Q熱器的堵塞等。為了達到較高的病原菌滅活效果，需要避免消化池在攪拌上由于完全混合池型所導致的短流問題，因此高溫消化池有時候會采取間歇的運行方式，或是幾個高溫消化池串聯(lián)運行。

　　1.2兩相厭氧消化

　　傳統(tǒng)的厭氧消化包括水解、產(chǎn)酸及甲烷化這三個階段，通常都是在一個池內(nèi)完成上述反應過程。兩相厭氧消化工藝是把酸化和甲烷化兩個階段分離在兩個串聯(lián)反應器中，使產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌各自在最佳環(huán)境條件下生長，這樣不僅有利于充分發(fā)揮其各自的活性，而且提高了處理效果，達到了提高容積負荷率，減少反應容積，增加運行穩(wěn)定性的目的，工藝示意如圖2。

　　圖2兩相厭氧消化