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随着污水处理设施的普及，污水处理率不断提高，污水处理厂的污泥产生量大幅度增长。如何处理污水污泥，解决污泥的出路的问题成为环保领域的一个新的挑战。高温好氧发酵后处理后再行土地利用是污泥无害化和资源化的重要途径之一。
通过调研发现，脱水污泥含水率高、C/N较低，结构粘稠致密不透气，一般需要添加木屑、秸秆等外源添加剂才能进行高温好氧发酵处理。这种方法能有效地调节污泥含水率，提高原料 C/N，改善堆料透气性，但添加剂需要量大，增加了处理成本，而且添加剂的稳定供给常常难以保证。回料(腐熟污泥)吸水能力强，结构蓬松，含有大量的微生物，能同时起到调节剂、膨松剂、接种剂和吸附臭气的作用，且供应充足。为此，本论文进行了回料替代木屑等外源添加剂的研究。
利用自行设计的小型发酵罐(f500×1000，PVC9个)和中型发酵槽(4m×5m×2m，混凝土2座)，进行小试与中试实验。首先对污泥进行了不使用添加剂的高温好氧一次发酵试验，探讨污泥高温好氧发酵的调整因素，证明了添加剂的必要性；在此基础上，用回料替代木屑作添加剂，调整污泥含水率、空隙率等，进行系统高温好氧一次发酵实验研究，探讨发酵的工艺参数和回料性状的基本要求；最后回料法在含油污泥(浮渣)发酵中进行了推广应用，考察对难降解有机物的处理效果。研究结果如下：
(1)调整含水率在50％以下，颗粒在≤20mm，无需调整C/N，纯污泥也能单独发酵。
(2)用回料完全替代木屑作添加剂完全可行，能够进行产业化。
(3)探明了污泥与回料混合均匀并加工成粒径=20mm的小颗粒的工艺条件，发现回料含水率是混合搅拌的重要影响因素，经高温好氧一次发酵的出料，调整含水率约到40％，粒径=15mm，就可用作回料，并且可以重复使用。
(4)优化了工艺参数，污泥与回料最佳配比为1：2，通风量在0.025～0.1m3/(m3·min)，为传统通风量0.05～0.2m3/(m3·min)的一半。
(5)用回料作添加剂发酵，启动速度快，发酵周期缩短，发酵过程中没有渗滤液和臭气产生，降低成本，1吨污泥节省1吨添加剂。
(6)热值可以作为污泥高温好氧发酵腐熟度的参考。
(7)有机物分解固体物质量减少使污泥重金属含量有所增加，但多次回流含量达到峰值后趋于平缓，不会累积；而且，重金属的形态由不稳定向稳定形态转变，生物有效性明显降低。
(8)回料法在含油污泥高温好氧发酵中进行了应用，进一步验证回料完全可以作为污泥发酵添加剂，且能起到接种作用。
实验油泥易降解物质含量低，添加1/3油泥(干基质量)以上鸡粪后高温好氧发酵顺利完成。
用回料替代碎谷壳作添加剂使55℃以上高温期增加1天、最大耗氧速率由1.23％/min增大到2.90％/min；石油烃类等难降解有机物降解量从10.7g/kg增大到18.2g/kg，降解率从60.8％增大到63.0％。