文 献 综 述

1．项目研究背景和目的

城市污泥是污水处理过程中产生的，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。近年来，随着大量城镇污水处理厂的兴建与运营，作为污水处理副产物的污泥成为新的污染问题。至#8220;十一五#8221;结束，全国污水处理厂约3000座，污水处理率为73%，年产含水80%的污泥近2200万吨^[1]。#8220;十二五#8221;期间污泥产量将以246万m3/年的速度递增，到2015年末，我国脱水污泥年产量将超过2600万吨^[2]。污泥由有机物质残片、细菌菌体、无机颗粒、有机无机胶体等组分组成的非均质体，能吸附污水中85％以上有毒有害物质。因此，污泥妥善、科学的处理处置问题急待解决。

污泥厌氧消化是指污泥在无氧条件下，由兼性菌和厌氧细菌将污泥中的可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等，使污泥得到稳定的过程，是污泥减量化、稳定化的常用手段之一，该技术在许多国家得到广泛应用^[3-5]。在我国#8220;十一五#8221;期间，污泥厌氧消化技术就已经作为重要推荐的技术工艺，如白龙港污泥处理工程、乌鲁木齐河东污水处理厂、郑州污水处理厂等污泥均采用了厌氧消化工艺，从本质上做到了污泥的低碳处理^[6]。另外，利用污泥厌氧消化生产乙酸等挥发性短链脂肪酸也受到愈来愈多的关注^[7-8]。随着对碳减排的要求，我国更迫切呼吁和倡导污泥处置前进行厌氧消化处理。

厌氧消化可以减少污泥体积，稳定污泥性质，提高污泥的脱水效果，减少污泥恶臭，提高污泥的卫生质量^[9]。随着我国经济日益增长和现代化建设的日趋完善，对可持续发展观也越来越重视，能源的利用也越来越重要。由于市政污泥是城市中污水和废水处理不可避免的副产物，而且其中含有大量的有机质和营养元素，那么利用市政污泥厌氧发酵产气作为再生能源，即可解决环境污染的问题，又可以制备清洁的能源。因为，污泥厌氧发酵产气效率的研究也越来越受到关注。厌氧消化是一种常用的污泥处理方法, 通过厌氧消化一方面可以减小污泥的体积和重量, 另一方面可以以甲烷形式回收污泥中有机物的部分生物质能^[10-12]。

2.污泥厌氧发酵的机理

2.1污泥厌氧发酵的四阶段理论

第一阶段：水解和发酵性细菌群将复杂有机物水解为单糖后，再酵解为丙酮酸；蛋白质水解为氨基酸，脱氨基酸，有机物和氢；脂质水解为各种低级脂肪酸和醇。