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随着我国污泥产生量逐年增长，污泥的出路问题成为许多城市面临的一大难题。污泥中含有多种病原菌和有毒有害物质，如果处理处置不当，会对地表水、地下水、土壤等造成严重的二次污染。“热水解--厌氧消化”工艺是优良的污泥处理组合工艺，优化并推广该工艺，对我国污泥处理处置意义重大。
传统热水解技术以含固率5％以下的浓缩污泥为原料，由于水分含量高，热水解加热时造成能量消耗较大。本研究以含固率20％的脱水泥饼为研究对象，以期通过提高污泥固体含量实现热水解能耗减少。研究高浓度污泥热水解处理技术，改善污泥的脱水性能和厌氧消化性能，为后续的厌氧消化创造良好的条件，为高浓度污泥“热水解--厌氧消化”的工程应用提供理论依据和技术支持，解决污泥的最终出路问题。主要结论如下：
(1)高浓度污泥热水解后，不同含固率污泥的SS和VSS溶解率随着热水解温度的提高呈现明显上升趋势。而热水解时间从0～30min时，SS和VSS溶解率增长迅速，超过30min后，增长趋于平缓。热水解170℃，30min条件下，各浓度污泥的SS溶解率都接近于40％，VSS溶解率接近于45％。悬浮固体中有机悬浮物的溶解比无机悬浮物的溶解快。高浓度污泥中固体物质的溶解并未因为污泥浓度的升高而受到太大影响。随着热水解温度的升高和时间的延长，SCOD浓度增大，热水解时间15min后SCOD增长缓慢。热水解时间超过30min后，高浓度的污泥COD溶解率都接近于40％，污泥中COD由固相至液相的水解已克服了污泥厌氧消化的限速步骤。
(2)高浓度污泥热水解后有机酸浓度增大，乙酸占总VFA的40％以上。易生化降解的低分子有机酸的形成，使热水解处理过的污泥变得容易厌氧消化。同时液相氨氮浓度的增大，提高了污泥体系的缓冲性能，有利于后续厌氧消化的顺利进行。
(3)流变学试验结果表明，随着污泥固体浓度的不断提高，污泥屈服应力随之增大，含固率9％～10％范围中某点为突变点，污泥的固体浓度大于此点，流动性急剧下降。选择含固率9％～10％作为高浓度污泥热水解最佳浓度范围。
(4)蒸汽预浆化试验表明，含固率和温度同时影响污泥粘度。随着浆化温度的升高和浆化时间的延长，蒸汽量增加，使得污泥固体浓度下降，污泥的表观粘度也快速下降。搅拌强度和蒸汽压力变化对粘度影响不大。蒸汽浆化试验最适宜的工艺参数是：浆化温度100℃，蒸汽压力0.2-0.3MPa，搅拌强度300rpm，浆化时间10min。
(5)连续装置与油浴罐序批式反应器相比，热水解污泥的SS溶解率和VSS溶解率没有明显差别。随着连续装置热水解温度的升高和停留时间的延长，污泥SS和VSS溶解率增长显著，COD溶解率升高。
(6)BMP试验表明，高浓度污泥经过热水解处理后产气量及沼气产率均大幅度提高。经过热水解处理后的高浓度污泥VS去除率都高于对应浓度的未处理污泥，并且随着含固率的升高，VS去除率也升高。固液相分别进行的BMP试验结果显示，液相产气效率优于固相，有机物去除率也高于固相，以液相进行厌氧消化是比固液混合物效率更高的方法。剩余固相减量化效果显著，减少了最终处置费用。
(7)高浓度污泥的“热水解-厌氧消化”工艺系统回收沼气作燃料能源，用于热水解单元，占总能耗的80％以上，每进料1kg仅需补充110kJ/kg的能量。而浓缩污泥厌氧消化工艺，每进料1kg系统仍需补充367kJ/kg的能量。采用高浓度污泥整个工艺能耗大大降低。