污水处理过程会产生大量高含水率、体积巨大的污泥,污泥的深度脱水技术可以有效降低污泥的含水率,对于污泥减量化有重要意义。本文基于CFD数值模拟技术在模拟流体工况方面的优势,运用一株嗜酸性氧化亚铁硫杆菌（简称At·f XJF8菌）的产酸铁氧化特性,构建了日处理量1吨的气升式反应器,并进行了现场实证的污泥脱水中试实验,最后对污泥深度脱水工艺进行了安全评价,得到了以下结果:利用FLUENT软件对气升式反应器内气液（泥浆）两相流进行数值模拟,考察了不同液相介质、通气量下该反应器内流场的变化情况,模拟分析结果得出:1)温度25℃时,反应器内液相介质为泥浆的流场工况（气含率、液相速度及湍动强度）均低于水;当液相介质为泥浆时,通气量由0.04vvm到0.12vvm时,反应器内工况变化为:反应器底部的液相速度、含气率随通气量增大而增大;反应器中上部的含气率先升后降、液相速度和湍动强度则一直增大。2)当液相介质为泥浆时,污泥深度脱水工艺反应器的最佳通气量建议采用0.10vvm。通过序批式实验研究不同通气量下污泥生物调理程度及脱水效果。基于数值模拟的通气量,考察反应器不同位置处污泥含固率、Fe²⁺离子氧化率、溶解氧及污泥比阻情况,得出:1)通气量对反应器内污泥含固率影响主要在底部。通气量0.04vvm时,反应器运行至第2天,其底部的污泥含固率由2.04%升至11.23%,而反应器中上部的污泥含固率则为2.04%-2.81%;通气量0.06vvm-0.12vvm时,污泥含固率达到此含固率的时间要长于通气量0.04vvm,需要3天,且通气量越大,升至此含固率的时间越长,反应器中上部的污泥含固率为2.73%,这和数值模拟反应器内流场工况结论相吻合。2)达到最优处理效果的通气量临界值为0.06vvm,比较在不同通气量下,反应器不同位置处的Fe²⁺离子氧化率、溶解氧及污泥比阻得出,通气量0.04vvm时,污泥调理进行到第3天,反应器上部Fe²⁺离子氧化率仅为80.12%,溶解氧量2.31mg/L,污泥比阻1.32×10¹² m/kg,属于难脱水污泥;通气量0.06vvm时,反应器运行至第3天,Fe²⁺离子氧化率99.5%,溶解氧量达3.12mg/L,污泥比阻降至0.47×10¹² m/kg,属于易脱水污泥。通过连续流实验进一步优化气升式反应器参数。当通气量0.06vvm时,研究发现,污泥停留时间2.5d,污泥回流比80%时,当药剂投加量低于0.40g/L时,经处理后的污泥比阻达5.41×10¹²m/kg,属于难脱水污泥;药剂投加量0.45g/L,污泥回流比80%时,污泥停留时间1.5d,经处理后污泥比阻为2.41×10¹² m/kg,属于难脱水污泥。当污泥停留时间1.8d,污泥回流比80%时,当药剂投加量0.45g/L时,通气量0.06vvm时,经处理后的污泥比阻降至0.58×10¹²m/kg<1×10¹²m/kg,属于易脱水污泥,由此得到了反应器最佳运行参数:药剂投加量0.45g/L,污泥停留时间1.8d,通气量0.06vvm。此参数下连续运行12d,在不加阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）的情况下,调理后污泥经厢式板框压滤机压滤后污泥的含水率低至50%,实现了污泥的深度脱水。定性分析了污泥深度脱水工艺系统构成以及工艺系统存在的安全隐患,定量分析了污泥深度脱水工艺系统的危险性因素对系统安全运行产生的影响,建立了污泥生物深度脱水工艺预先危险性风险评估表,提出针对系统危险性因素的防范措施,为污泥深度脱水工艺系统稳定性、安全性运行提供了科学依据。