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随着我国法规对污水污泥处理处置要求的不断提高，污水处理厂被迫采取强化的生物脱氮除磷、延时曝气工艺和取消初沉池等措施，新工艺条件下产生的剩余污泥难以采取传统中温厌氧消化技术处理。为解决传统厌氧消化技术的局限，对高温（55℃）—中温（35℃）两相和传统中温单相厌氧消化技术进行了对比研究。以典型100，000t／d的污水处理厂产生的污泥量缩小1／10000倍作为设计基准，建立高温—中温两相和中温单相厌氧消化试验装置，以二沉剩余污泥为特定研究对象，比较了高温—中温两相和中温单相的处理能力、运行稳定性，探索了剩余污泥高温产酸相的发酵类型、动力学模型。试验结果表明：（1）两相系统的高温相和中温相的pH值分别稳定在6.3～6.7和6.7～7.1之间，而中温单相的pH稳定在6.9～7.3；（2）两相中温的有机酸总值在420～680mg／L之间，中温单相有机酸总值在300～420mg／L之间，相应地两相系统中高温相丙酸含量在100～500mg／L之间，中温相在20～160mg／L之间，而中温单相丙酸含量在16～60mg／L之间；（3）两相中温的有机酸与总碱度的比值在0.25～0.4之间波动，中温单相的有机酸与总碱度的比值在0.1～0.2之间波动；（4）两相系统的有机物去除率稳定在40～41％之间，中温单相有机物去除率低于40％，在37～39％之间波动；（5）两相系统的比产甲烷率稳定在460～500mL CH4／(g VSremoved)之间，而中温单相的比产甲烷率在430～450mL CH4／(g VSremoved)范围内；（6）两相系统对致病性大肠杆菌的去除在85～94％之间，而中温单相对致病性大肠杆菌的去除率在25～60％之间。通过研究高温酸化相的发酵类型表明：（1）污泥停留时间改变前后高温消化器中始终以乙酸的含量为主，当污泥停留时间为2.5d时，各挥发性脂肪酸含量的比值为乙酸：丙酸：丁酸=5.2：2：1，当污泥停留时间为1.2d时，乙酸：丙酸：丁酸=6.57：0.79：1；（2）乙醇在每次的分析测试中都未检出；（3）沼气中H2的体积含量始终在10-4数量级水平。研究结果表明在高温—中温两相污泥停留时间15.5天、中温单相为30天的条件下，两相系统不及中温单相运行稳定但处理效果更好，两相系统处理二沉剩余污泥有机物去除率大于40％，能满足新法规GB18918—2002的要求；剩余污泥的高温产酸发酵不能形成乙醇型发酵、丁酸型发酵、丙酸型发酵等典型的发酵类型；两相系统的高温产酸反应遵循Lawrence-McCarty动力学模型，得出修正的动力学参数Y=0.14(mg Germs／mgVSremoved)、Kd=0.21d-1、μmax=1.44d-1、Ks=11455.9mg／（L.VS）。