市政污泥中不仅含有大量水分,还充满着各种各样的细菌、病毒、寄生虫及重金属等有毒有害物质,如不妥善处理极易造成二次污染。另一方面,污泥又是一种资源,污泥中有大量的有机物质和营养成分,能量巨大。污泥厌氧消化不仅能够使污泥处理基本实现稳定化、无害化和减量化,而且污泥消化过程中产生的沼气可用于发电,是一种可再生的清洁能源；另一方面,剩余的熟污泥可根据其成分特点用作肥料、燃料或填埋,实现资源化。这对于我国这样的能耗大国来说具有更重要的意义。

一、污泥厌氧消化运行管理

    1、污泥厌氧消化预处理

    由于污泥固体的生物可降解性,完全的厌氧消化需要相当长的时间,即使停留时间为20-30 d也只能达到中等程度的降解,仅能去除30%-50%的VSS。而且消化池体积庞大,且基建费用高昂,运行管理复杂,沼气产生率低,沼气利用设备稳定性差。提高厌氧消化效率的一个主要途径是促进污泥细胞的分解及胞内有机物的释放,增强其生物可降解性。国内外研究者们纷纷开展了相关研究,目前常用的

是利用超声波和臭氧对污泥进行预处理。

2、厌氧消化运行管理

（1）厌氧消化温度

甲烷菌对温度十分敏感,这将直接影响污泥的分解速率和产气量。但根据实践,工业化的厌氧消化系统保持温度的恒定是非常困难的,在实际运行中,可将操作温度控制在一定范围内。如高碑店污水处理厂消化系统采用33e~35e的操作温度,而且所需的温度越高,加热生污泥至消化温度所需的热量也相应增大,消化池与环境的温差增大使热损失增大,因此在工程中大都采用中温消化。根据经验,消化池加热保温只需要所产沼气的35%-45%,可以利用沼气发电提供的热水给消化污泥加热,可实现热电联供和资源的综合利用。

（2）搅拌

消化池搅拌的目的是为了使污泥充分混合,以便微生物和营养物质充分接触,以提高负荷和产气量。目前常用的有沼气搅拌和机械搅拌两种方式。两种方式各有其特点:沼气搅拌虽然搅拌范围大、效果好、消化速率高,但设备多,成本高,管线较复杂,易因腐蚀而出现漏点;机械搅拌维护量比较小,但是一旦搅拌器发生故障,就需要对消化池进行泄空来检修,对工艺影响比较大。

（3）排泥

常用的消化池排泥方式有底部静压排泥和底部泵排泥。根据宋晓雅等人的实践经验,由于污泥搅拌时存在死区,消化池的下部污泥比重仍高于上部污泥,排泥过程中,底部溢流管中比重大的污泥和消化池中相对比重小的污泥虽然存在液位差,但没有溢流的情况发生。因此采用静压排泥必须考虑增加辅助排泥泵。

二、污泥厌氧消化的有效资源化利用——沼气发电

沼气发电的过程是一个能量转换的过程,在发动机的气缸中沼气被点燃,燃烧放热,化学能转化为气体的热能和压能,气体的压能推动活塞,带动发动机转动,压能转化为动能,发动机通过轴带动发电机发电,动能转化为电能。据计算, 1 kg干污泥可产生0.35Nm3沼气,可发电0.7kWh。

我国北京市的高碑店污水处理厂、天津市的东郊污水处理厂和纪庄子污水处理厂等就是采用比较完善的污泥厌氧消化处理系统,产生的沼气用于消化池搅拌和发电,沼气发电机的热水作为消化污泥加热的热源,实现了热电联供和资源的综合利用。目前高碑店污水处理厂日处理污水能力为100万m3,日处理污泥4000 m3,该厂通过技术改造和调整工艺,最大限度地收集沼气,沼气产量已经提高到1.8万m3,每天沼气发电量保持在3万kWh左右,年发电量约1000万kWh(可节约电费500万元),相当于约5000户家庭一年的用电量。

    我们要根据具体情况及时制定城市污水处理厂污泥沼气化利用的相关技术政策,建立起污泥消化产沼气的评估体系,同时也要制定相关的建设和运行保障性鼓励政策,通过财政补贴、税收优惠等经济杠杆来引导企业积极采用污泥沼气资源化工艺技术。

污泥是一种污染物,但更是一种潜在可利用的宝贵资源。污泥厌氧消化沼气利用是实现污泥减量化、稳定化、无害化和资源化相统一的有效手段。面对全球环境污染、能源危机等严峻形势,这种可同削减污染和产生生物能的经济实用技术,符合可持续发展,建设资源节约型、环境友好型社会的国家发展战略,因此必将具有越来越广阔的发展前景。沼气化技术被运用的历史较早，随着污泥处理受到重视，污泥资源化处理受到提倡，某些技术人员开始建议使用该工艺处理污泥，解决污泥难题。