污泥是污水或废水生物法处理中产生的、包含大量微生物菌体的副产物。我国住建部要求,污泥在进行填埋、土地利用前,须按《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的规定进行稳定化处理。污泥稳定化处理有以好氧发酵、厌氧消化为代表的生物稳定法及化学、物理处理法。其中厌氧消化法具有运行安全稳定,费用低,能源消耗少、资源化利用率高等优点,成为我国住建部、环保部推荐大中型污水处理厂首选的污泥稳定化技术。随着环保法规执行力度的加大,污泥厌氧处理设施在未来几年内,将会得到快速的应用和推广。然而,该法存在厌氧消化周期长、占地面积大、产气量低且不稳定等缺点,这些问题主要受制于污泥的水解速率缓慢、污泥固体的生物可降解性低、完全厌氧消化所需时间长等因素,有待进一步研究解决。本论文从强化污泥厌氧消化微生物体系活性以及改变污泥本身性质两方面开展研究,以基础理论研究为先导,以工程应用为目的,旨在提高污泥厌氧消化效能,从而为减少污泥消化设施占地、提高污泥稳定化水平提供良好的技术支撑。本课题的研究成果将对提高已建污泥稳定化设施处理效能、减少新建污泥厌氧消化设施占地面积,对污泥厌氧消化具有重要的理论和实际指导意义。本文主要研究了电化学预处理技术及添加化学物质等方法对污泥厌氧消化效能的影响。考察了电化学处理前后污泥的性质变化,通过改变电化学预处理后污泥的放置时间,得到较为适宜的电化学预处理与污泥厌氧消化耦合方式,并通过中试试验进一步研究论证。试验研究结果表明,经过电化学预处理后,污泥的VSS和VSS/TSS有所降低,说明污泥中原有的有机成分得到了一定降解,而污泥上清液中的SCOD、TN、TP、氨氮浓度均有所升高,表明污泥中微生物细胞遭到破坏。在此基础上,得到电化学预处理的最佳工艺参数为:电化学处理电压为20V,极板间距为2 cm、电解时间30 min、污泥浓度为30 g/L。以最佳电化学预处理工艺参数为基础条件,研究投加尿素、Na Cl、Na Cl O溶液等化学物质对预处理效果的影响。研究结果表明,投加次氯酸钠对电化学预处理具有较好的促进效果。在Na Cl O添加量为0.4g/L时,对电化学预处理工艺参数进行优化,得出最优的工艺条件为:电解电压20V,电解时间45min,极板间距2cm,污泥初始p H值为8.0,污泥初始浓度30g/L。污泥经电化学预处理后,进而研究污泥预处理与厌氧消化的耦合方式。通过放置、接种新鲜污泥等方式,以上清液性质、产气率为评价指标,考察不同耦合方式对厌氧消化效率的影响。研究结果表明,电化学预处理污泥放置10h,可使污泥中的活性氧化物得到衰减。在保证微生物数量的前提下,通过接种新鲜污泥,利用电化学预处理后污泥特性的改变,进一步促进污泥的厌氧消化和产沼气效能。当电化学预处理后污泥所占比例为30%时,厌氧消化产气效果最佳,累计产气量为859.87m L/g VSS,为新鲜污泥的1.80倍,为未接种污泥的2.59倍;在电化学预处理及厌氧消化中试试验中,电化学预处理与未经电化学预处理的对照组相比,电化学预处理后的厌氧消化提前9d达到污泥稳定化要求,污泥厌氧消化产甲烷性能明显提高,经过39d厌氧消化后,产气量提高1.83倍,产甲烷量提高0.45倍。