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污水处理过程中会产生大量的剩余污泥。剩余污泥处理处置不当会造成更大的环境污染。减量化、资源化、无害化利用是污泥处理处置的主要研究方向。剩余污泥含有大量有机物,采用污泥水解产酸技术能够将污泥中的有机物转化为挥发性脂肪酸,同时减少污泥总量。污泥水解酸化产生的挥发性脂肪酸能够作为脱氮除磷工艺的碳源,同时也能够作为合成聚羟基脂肪酸酯的原料。本文以污水处理厂产生的低有机质剩余污泥为主要研究对象,采用高温厌氧水解酸化工艺,研究污泥水解酸化性能。为了研究污泥高温厌氧发酵潜力,对比了中温发酵和高温发酵对污泥水解酸化的影响;考察了不同污泥龄和不同污泥进料浓度对污泥减量效果和产酸性能的影响。通过研究不同电子受体对污泥产酸性能和酶活性的影响,优化污泥水解酸化运行参数。主要结论如下:(1)高温发酵条件下溶解性化学需氧量(Soluble Chemical Oxygen Demand,SCOD)浓度、可溶性蛋白质、碳水化合物和挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acids,VFAs)浓度相对于中温发酵显著提升。随着发酵温度从35°C上升到55°C,短期发酵挥发性悬浮固体(Volatile Suspended Solids,VSS)的去除率从12.98%提高到22.31%,半连续发酵VSS的去除率从13.59%提高到22.92%。污泥水解温度升高促进了氨氮和磷的释放。产甲烷菌抑制剂可以抑制污泥水解溶出SCOD和VFAs的消耗,从而有利于水解酸化液中产物的积累。(2)半连续反应器中,降低污泥龄可以抑制污泥产甲烷化,提高污泥水解酸化效率,水解过程中释放的氨氮和磷酸盐浓度没有显著变化;提高污泥浓度,污泥VSS的去除率基本不变,在污泥浓度增加时溶出的SCOD、VFAs和氨氮浓度与污泥浓度呈线性增长。试验结果表明,悬浮固体浓度(Suspended Solids,SS)为20 g/L和污泥停留时间(Sludge Retention Time,SRT)为2天是发酵生产VFAs的最优条件。(3)短时曝气相对绝对厌氧条件下,污泥VSS去除率从31%提高到40%。短时曝气条件下增加了SCOD的产率,相对于绝对厌氧条件下,短时曝气条件下SCOD浓度提高近2倍。短时曝气能够提高VFAs积累,抑制产甲烷菌活性并且提高生物对固体有机物质的酶降解活性。经过短时曝气10 min,相对绝对厌氧条件污泥的蛋白酶活性有所升高,更多的蛋白酶和多糖酶释放到溶液中。