单段式污泥自热式高温微好氧消化(ATMAD)工艺比传统厌氧消化工艺具有消化速率快、流程短、操作灵活方便等特点,得到广泛关注,但该系统供氧方式决定了反应体系总体处于缺氧甚至是厌氧状态,由此,可以断定,通过供氧方式或反应器设计方式的改变,污泥稳定化速率应还有较大的提升空间。为此,本文在已有ATMAD基础上,通过对反应器增加内筒,使得污泥通过搅拌器的提升作用在内外桶之间循环传动,来提高其中的传质和气液混合效果,在实验室小试获取了单段式内循环ATMAD工艺条件和最佳污泥内循环流速,并设计建设了有效容积为80 m~3的中试装置,考察了不同污泥停留时间对中试装置运行效果的影响,分析了反应器的热平衡和经济成本。得到结论如下:增加内筒后,消化系统的污泥VS去除率在第16天达到了41.52%,与无内筒相比提前4天达到了稳定化水平。增加内筒后,反应器内混合更加均匀,消除了曝气死角。循环速率分别为10次/h和20次/h时,污泥在第16天VS去除率均超过了40%,而循环速率为5次/h组,经过20天消化后污泥也达到了稳定化的要求。综合VS去除率和其他指标变化情况来看,污泥在内外筒之间循环速率在8~11次/h左右时为较佳内循环速率。在中试运行期间,当污泥停留时间(SRT)为6天、8天和12天时,系统中污泥的平均VS去除率分别为44.73%,47.88%和48.63%。而当SRT为4天时,平均VS去除率仅为3.62%。因此为了维持消化体系的稳定运行,SRT需要维持在6天以上。消化体系损失的热量中,由机械能转化产生的热量在总产热量中所占了20%左右。水蒸气挥发和进出污泥温度差异是热量损耗的主要原因。在SRT为6天时,处理每吨含水率为95%的污泥花费为36.3元。