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污泥产量大且含有大量有毒有害物质限制了污泥的处理处置。厌氧消化是一种有效的污泥稳定化的方法,但厌氧消化能耗很大。污泥中的重金属元素是制约污泥土地利用的主要因素。因此本课题研究不同投配率对中温厌氧消化反应器运行的影响,并探讨了厌氧消化对污泥中重金属和脱水性能的影响,同时考察了不同因素对污泥预处理的影响,旨在寻求适合我国的有效的污泥处理处置工艺。采用半连续流污泥中温厌氧消化反应器,每天按不同污泥投配率加泥和排泥。研究结果表明,5%投配率下污泥厌氧消化反应器对COD的平均去除率最大,其值为43.52%,且5%投配率下单位污泥日产气量最大,其值为2.104 mL/mL污泥。采用重金属的五步提取法分析污泥中的重金属形态,测定污泥的比阻及胞外聚合物含量评价污泥的脱水性能,对未消化污泥及不同投配率下厌氧消化污泥进行了研究。厌氧消化过程提高了污泥中的重金属的稳定性。厌氧消化后,污泥比阻增大,而且污泥中胞外聚合物的含量降低,污泥脱水性能下降,且投配率越低脱水性能下降越厉害。加PAM调理后,5%、7%、9%投配率厌氧消化污泥的比阻从4.11×1013 m/kg、6.58×1013 m/kg、7.60×1013 m/kg下降到了5.1×1012 m/kg、5.7×1012 m/kg、9.1×1012 m/kg,脱水性能得到明显的改善。采用单独超声、单独加碱及超声和碱联合对污泥进行破解,研究破解前后污泥中SCOD、温度、pH及碱度的变化。单独超声处理,SCOD增加值随超声作用时间、声能密度增加而增加。在声能密度为2 W/mL、作用时间为30 min时,SCOD增加值达到最大值11683 mg/L。单独碱处理,SCOD增加值随pH、作用时间增加而增加。在pH为12、作用时间为24 h时,SCOD增加值达到最大值7223 mg/L。超声和碱耦合处理,SCOD增加值随pH、作用时间增加而增加。在pH为12,超声时间为30 min,SCOD增加值达到最大值16730 mg/L。超声和碱联合处理效果明显优于单独的超声破解和碱破解,且污泥温度随破解时间的延长而明显提高,这有利于后续污泥厌氧消化。5%投配率下厌氧消化反应器运行效果最佳,厌氧消化对污泥中重金属具有一定的稳定作用,超声和碱联合预处理对污泥中SCOD的溶出作用明显,这些成果可为污泥处理处置工艺的选择提供参考。