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随着社会的发展,污泥土地利用技术受到越来越严格的社会环境限制。为满足污泥土地利用过程中生物安全性的要求,高温厌氧消化在欧美等国家已受到高度重视。如在厌氧消化前对污泥进行破解预处理,可以加速污泥的水解过程,从而达到缩短消化时间、减少消化池容积、提高甲烷产量的目的。由城市污水厂采集来的剩余污泥,经槽式或探头式超声波反应器预处理后,投加于小型高温厌氧反应器进行消化处理。试验中通过改变投配率来控制厌氧消化的时间,研究超声破解时间等对厌氧消化过程中生物气产量、有机物去除率等的影响。试验结果表明,在污泥破解效果相同时,槽式超声波反应器的比能耗小于探头式,而且每次破解污泥体积大。因此,在后续试验中采用槽式超声波反应器对污泥进行破解,声能密度为0.133W/mL,超声破解时间为60min和90min。以中温厌氧消化污泥作为种泥培养高温污泥,采取逐步升温的方式。发现在45℃之前,升高温度对厌氧消化系统造成的影响不大,当温度升高到48~52℃之间时,厌氧消化能力明显下降。温度升高到55℃后,产气量和有机物去除率又迅速恢复,并优于中温状态。污泥经超声波预处理后再进行高温厌氧消化,生物气产量和产气率都较控制组有显著提高,投配经90min超声破解的污泥,生物气的产量随投配率的增加而增加。当投配率小于12.5%时,与控制组相比,超声破解对TCOD、VS去除效果的促进作用不显著。当投配率为12.5%和25%时,污泥经超声破解后厌氧消化反应的TCOD和VS的去除率较控制组有显著提高。超声破解可减少后续高温厌氧消化的污泥产量(以VSS表示),污泥经90min破解后,随着污泥投配率的增加, VSS去除率不断提高。当投配率为25%时,VSS去除率为48.03%,较控制组提高26.66%。污泥超声破解可缩短高温厌氧消化的污泥停留时间,可由一般的10~12天缩短到4天,而不影响厌氧消化反应的正常运行,并且实现了污泥减量化。在25%的高投配率下,污泥经90min破解后进行高温厌氧消化,产气量、有机物去除率和污泥量均低于破解60min的污泥。说明在污泥破解过程中,一味追求高破解率不一定有利于改善后续高温厌氧消化的性能。