污泥厌氧消化温度

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。

污泥厌氧消化酸碱度

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，只允许在中性附近波动。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。

消化液是污泥厌氧消化过程血红有机物分解而产生的，其中含有除了CO₂和NH₃外，还有以NH₄NCO₃形态的NH₄ ，HCO₃^-和H₂CO₃形成缓冲体系，平衡小范围的酸碱波动。如下：

H HCO₃^- →H₂CO₃

污泥厌氧消化有毒物质浓度

在污泥厌氧消化中，每一种所谓有毒物质是具有促进还是抑制甲烷菌生长的作用，关键在于它们的毒阈浓度。低于毒阈浓度，对甲烷菌生长有促进作用；在毒阈浓度范围内，有中等抑制作用，随浓度逐渐增加，甲烷菌可被驯化；超过毒阈上限。则对微生物生长具有强烈的抑制作用。

厌氧消化可分为人工消化法与自然消化法。

在人工消化法中，根据池盖构造的不同，又分为定容式(固定盖)消化池和动容式(浮动盖)消化池。

按容量大小可分为小型消化池(1500～2500 m3)、中型消化池(2500～5000 m3)、大型消化池(5000～10000 m3)。

按消化温度的不同又可分为低温消化(低于20℃)、中温消化(30～36℃)和高温消化(45～55℃)三种形式。

按消化池的效率不同可分为常规消化和高效消化。

按运行方式可分为一级消化、二级消化。

1．一级消化

一级消化指在一个消化装置内完成消化全过程，这种消化池内一般不设搅拌设备，因而池内污泥有分层现象，仅一部分池容积起到对有机物的分解作用，池底部容积主要用于储存和浓缩熟污泥。由于微生物不能与有机物充分接触，消化速率很低，消化时间很长，一般为30～60 d。因此一级消化工艺仅适用于小型装置，已很少应用。

2．二级消化

二级消化指将消化池一分为二，污泥先在第一级消化池中(设有加温、搅拌装置，并有集气罩收集沼气)进行消化，经过7～12 d旺盛的消化反应后，排出的污泥送人第二级消化池。

第二级消化池中不设加温和搅拌装置，依靠来自一级消化池污泥的余热继续消化污泥，消化温度为20---26℃，产气量约占总产气量的20%，可收集或不收集，由于不搅拌，第二级消化池兼有浓缩功能。二级消化是对一级消化的改善，由于中温消化的前8 d里产生的沼气量约占总产气量的80%，在一级消化中，污泥中温消化有机物的分解程度为45%～55%，消化污泥排入干化厂后将继续分解，产生的污泥气体逸人大气，既污染环境又损失热量，而二级消化则可以很好地解决此类问题。因此采用二级消化是比较合理的。2100433B

污泥厌氧消化是一个多阶段的复杂过程，对厌氧消化的生化过程有两段理论、三段理论和四段理论。其中三段理论指需要经过三个阶段，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。

污泥厌氧消化水解酸化阶段

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。

污泥厌氧消化乙酸化阶段

水解阶段产生的简单可溶性有机物在产氢和产酸细菌的作用下，进一步分解成挥发性脂肪酸（如丙酸、乙酸、丁酸、长链脂肪酸）醇、酮、醛、二氧化碳和氢气等。该过程中乙酸菌和甲烷菌是共生的。

污泥厌氧消化甲烷化阶段

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。

该书共8章，内容包括概论、污泥厌氧消化工艺、污泥厌氧消化预处理、沼气收集、贮存与利用、沼液污染控制与资源化利用、污泥厌氧消化系统设计、污泥厌氧消化工程建设与运行管理、污泥厌氧消化工程实例，可供环境工程、市政工程专业教学、设计和运行管理人员参考。

该书由上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司和上海排水管理单位共同编写，由张辰担任主编并负责审稿，王国华、谭学军担任副主编。第1章由王逸贤编写；第2章由吕永鹏、王磊编写；第3章由谭学军、魏海娟、许洲编写；第4章由陆松柳编写；第5章由沈昌明编写；第6章由王磊磊、孙晓编写；第7章由卢峰编写；第8章由陈嫣、谭学军、胡维杰、汪喜生等编写。

随着我国污水处理设施的不断完善，污泥产量日益增加，其处理处置形势日益严峻。在众多污泥处理工艺中，厌氧消化工艺具有生物减量效果好、稳定化程度高、能量回收高、环境影响低等特点，被认为是现代污水处理厂的重要组成部分。作者针对我国污水厂污泥有机质含量低、含砂量高等特点，经过多年研究，发了污泥高含固厌氧消化工艺，并展了工程示范运用。《城市污泥厌氧消化理论与实践》系统介绍污水厂污泥特性及处理处置技术、污泥厌氧消化工艺、污泥高含固厌氧消化物质转化及影响因素、热水解改善污泥高含固厌氧消化、低有机质污泥厌氧消化、污泥与城市有机质协同共消化、高含固厌氧消化污泥深度处理及资源化技术，并展示了污泥高含固厌氧消化工程示范案例。