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传统污泥厌氧消化停留时间长、效率低、能耗大、处理处置费用高。预处理可以提高水解速率、强化污泥厌氧消化。两相厌氧消化是一种相对低成本高效率的污泥处理方法。本文对高含固污泥两相厌氧消化工艺参数的优化进行了研究,以总固体含量TS=10%的剩余污泥为研究对象,探索在高温55℃、超高温70℃时水解产酸相对剩余污泥的破胞、有机物的溶出以及对产酸阶段的促进作用,研究了在不同的HRT下VSS、SCOD、碳水化合物、蛋白质等的水解率以及VFA的生成。并在此研究的基础上通过对产酸相过程中总氮、溶解性有机氮、NH4+-N以及TP、溶解态有机磷、磷酸盐的测定,研究了C、N、P在产酸相过程中的转化规律;后续经过中温35℃产甲烷相厌氧消化与传统单相厌氧消化对比分析得出以下结论:(1)55℃、70℃水解产酸相中HRT对TS、VS的水解率影响不大,TS的水解率分别为12.21%和25.13%,VS的水解率分别为16.86%和27.74%。(2)在55℃时碳水化合物相对于蛋白质更容易溶出,70℃水解产酸过程中蛋白质与碳水化合物的水解率相对于55℃都得到提升。高含固剩余污泥经过2d的水解产酸之后SCOD基本完全溶出,随着HRT的逐渐增加部分SCOD转移至气相。(3)生成VFA主要是C2~C5的有机酸即短链的挥发性脂肪酸,其浓度大小排序为乙酸>丙酸>异戊酸>异丁酸>正丁酸>正戊酸。从产生的VFA来看从第5d以后污泥中生成的VFA基本保持稳定,因此确定水解产酸的时间为5天。(4)碳、氮、磷在超高温厌氧发酵过程中表现出不同的转换规律。水解产酸相中的氮主要以有机氮的形式存在,仍然有大部分的有机氮未转化至液相,6种工况下55℃时不溶态有机氮的水解率分别低于70℃。磷在水解产酸过程中基本保持平衡,只有少量的正磷酸盐生成。(5)从pH、氨氮、碱度、VFA来看,R1反应器(70℃水解产酸(HRT=5d),35℃产甲烷相(HRT=15d))和R2反应器(35℃中温厌氧消化(HRT=20d))均运行稳定。R1反应器中VS的去除率平均维持在43.03%,远高于R2反应器的23.86%。(6)从产气情况来看,R1的产气速率为500m L/L·d,相当于R2产气速率的2倍;R1、R2分解单位质量VS的产气量分别为0.44 m3/kgVS分解和0.47m3/kgVS分解;对气体组分进行测定,R1的生物气组分中甲烷含量也高于R2,这充分说明了水解产酸后的高含固剩余污泥更易于甲烷化。