随着我国日益加快的城市化进程和逐渐提高的环境质量标准,污水处理的效率和程度逐渐提高,污泥的产量也在不断的急剧增加。同时因为我国大部分污泥处理厂建厂较早,引用的技术处理工艺线相对比较落后,造成了在污泥处理能力不足的同时能量消耗大,产气量往往连自给自足都无法满足,只能通过政府的补贴维持运行。同时由于污泥厌氧过程的研究在实验室一般都集中于产酸产气阶段,针对耗能量较高的预处理阶段反而缺乏相应的研究和指导,因此针对污泥厂的厌氧消化工艺预处理阶段的能耗情况进行研究并改善,是非常有必要和意义的。本文以辽宁省某污泥厂的预处理工艺车间为研究对象,建立了温度场实验采集系统,并针对实际操作工况中的各个因素进行了正交实验以求得各个单因素对于污泥厌氧预处理过程的影响顺序,之后对各个单因素对于污泥预处理过程的影响趋势进行了实验分析。同时本文将污泥厌氧消化过程的产物沼液和沼渣和污泥进行配比后进行预处理工艺,分析了沼液和沼渣的碱化处理对于整个污泥厌氧预处理工艺过程的影响,从而对于其产物的循环利用提供了一定的指导。实验结果表明,在污泥厌氧预处理过程的影响因素中,蒸汽流量是影响最大的因素,其次为污泥自身含水率,余料液位和充料液位。而将沼液和沼渣分别对污泥进行不同浓配比的碱化处理之后进行实验研究,发现沼液和沼渣对于污泥的预处理加热过程都有积极的促进作用。其中随着沼液配比的增大,污泥加热过程的耗能量和均匀性都有不同程度的提升,当沼液配比比较高时,污泥的分解过程由于沼液的促进作用基本完全进行完毕。当进行沼渣碱化处理时,随着沼渣配比的增大,污泥加热过程的耗能量和加热速度都有不同程度的提升,证明沼渣的加入对于污泥的预处理加热过程也有着相对积极的作用。但是随着沼渣配比的增大,污泥温度场的均匀性将会随着污泥的黏度增加而恶化。同时随着沼渣配比的变化,可以发现沼渣的加入也可以对污泥的分解作用起到一定的促进效果。但是沼渣配比达到阀值时,污泥依然没有完全的完成分解过程,证明沼渣对于污泥预处理加热过程的优化要明显弱于沼液。之后本文针对某污泥厂的实际实验数据以及污泥生产状况,按照Chen-Hashimoto模型研究了污泥中温两相消化工艺的产气动力学分析,发现采用两相厌氧消化工艺后系统的最大产气量,产气速度对比中温单相厌氧工艺均有着不同程度的优势。