污泥高級(jí)厭氧消化的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

　　對(duì)污泥高級(jí)厭氧消化的技術(shù)發(fā)展動(dòng)力進(jìn)行了分析，指出了提高能源效率、污泥品質(zhì)、脫水性能、消化性能及運(yùn)行效果是高級(jí)厭氧消化發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。?duì)高溫消化、兩相消化、延時(shí)消化、協(xié)同消化及熱水解+消化等幾種高級(jí)厭氧消化技術(shù)進(jìn)行了介紹，分析了其技術(shù)的優(yōu)、缺點(diǎn)和工藝發(fā)展的各種變型。最后對(duì)高級(jí)厭氧消化技術(shù)的未來發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

　　陳?（1975—），博士在讀，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)槲鬯幚碣Y源化技術(shù)、營(yíng)養(yǎng)物去除與回收、水回用及污泥處理處置技術(shù)。

　　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(shù)，隨著對(duì)可再生能源及及經(jīng)濟(jì)效益的追求，污泥高級(jí)厭氧消化成為最近10年來污泥處理領(lǐng)域內(nèi)一個(gè)鮮明的發(fā)展方向。

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

　　1高級(jí)厭氧消化技術(shù)

　　1.1高溫消化

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

　　高溫消化有幾種不同的形式，包括幾個(gè)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(gè)顯著特點(diǎn)是在利用高溫消化的同時(shí)又可避免揮發(fā)性有機(jī)酸釋放的惡臭。圖1是TPAD的示意圖。目前在北美約有20個(gè)處理廠應(yīng)用了這一技術(shù)。

　　圖1TPAD工藝

　　高溫厭氧消化有諸多的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，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(dāng)然這一技術(shù)也存在一些不足，比如單級(jí)高溫消化會(huì)有比較重的惡臭，污泥加熱所需的能量較高，高溫對(duì)混凝土池體是個(gè)考驗(yàn)，污泥脫水濾液中的氨含量較高，溫度較高可能會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱器的堵塞等。為了達(dá)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(dǎo)致的短流問題，因此高溫消化池有時(shí)候會(huì)采取間歇的運(yùn)行方式，或是幾個(gè)高溫消化池串聯(lián)運(yùn)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(gè)階段，通常都是在一個(gè)池內(nèi)完成上述反應(yīng)過程。兩相厭氧消化工藝是把酸化和甲烷化兩個(gè)階段分離在兩個(gè)串聯(lián)反應(yīng)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(zhǎng)，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(dá)到了提高容積負(fù)荷率，減少反應(yīng)容積，增加運(yùn)行穩(wěn)定性的目的，工藝示意如圖2。

　　圖2兩相厭氧消化