城市污泥高固体浓度厌氧消化的研究进展

收稿日期:2013-07-18项目来源:国家高技术研究发展计划(2009AA064702);国家自然科学基金(51061130555)作者简介:王广启(1987－)，男，汉族，湖北十堰人，在读硕士，主要从事厌氧消化研究工作，E-mail:wgq917@163．com通信作者:吴静，E-mail:wu_jing@mail．tsinghua．edu．cn城市污泥高固体浓度厌氧消化的研究进展王广启，吴静，左剑恶，王凯军(清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点实验室，北京100084)摘要:城市污泥的负面环境影响日益严重，已经成为我国最紧迫的环境问题之一。厌氧消化作为有效的污泥稳定化、减量化和能源回收技术，面临新的发展机遇，高固体浓度厌氧消化开始受到广泛关注。文章综述了高固体浓度污泥厌氧消化的概念、优势及研究现状，指出高固消化是今后污泥厌氧消化的发展趋势，而预处理强化的高固厌氧消化和与有机废物的共厌氧消化将是高固消化的主要发展趋势。关键词:城市污泥;高固体浓度厌氧消化;厌氧消化;预处理中图分类号:X705文献标志码:A文章编号:1000－1166(2013)06－0009－04ProgressofHigh-solid-contentAnaerobicDigestionofMunicipalSludge/WANGGuang-qi，WUJing，ZUOJian-e，WANGKai-jun/(StateKeyJointLaboratoryofEnvironmentSimulationandPollutionControl，SchoolofEnvironment，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract:Themunicipalsludgehascausedseriousnegativeimpact，andithasbecomeoneofthemostpressingenviron-mentalproblemsinourcountry．Asastabilization，reductionandenergyrecoveringtechnique，anaerobicdigestionisfacingnewdevelopmentopportunities．Thehigh-solid-contentanaerobicdigestionhasbeguntobewidelyconcerned．Theconcept，advantages，andresearchprogressofthisnewtechniquewerereviewedinthispaper．Itwaspointedoutthatthistechniquewouldbethemainstreamtechnologyforsludgeanaerobicdigestion．Thepretreatmentenhancedhigh-solidanaerobicdiges-tionandco-digestionwithorganicwastemightbethemostimportanttrendsofthistechnique．Keywords:municipalsludge;high-solid-contentanaerobicdigestion;anaerobicdigestion;pretreatment近年来，我国城市污泥产量急剧增加，而大部分污水处理厂未同步建设污泥稳定化设施，只是将污泥脱水后外运处置，但污泥安全处置的比例不超过20%［1］，因此污泥对环境的影响日益严重。厌氧消化作为有效的污泥稳定化、减量化和能源回收技术，在欧美国家被广泛应用，经过厌氧消化的污泥达到40%～97%，而在我国，仅有约50家污水处理厂建有厌氧消化设施，且只有约40%运行正常［2］。厌氧消化在我国推广慢的主要原因有:1)投资高，单位投资每t污泥(80%含水率)达到40万元;2)甲烷产率大多为0．18～0．24m3·kg－1VS，明显低于欧美0．30～0．45m3·kg－1VS的水平。只有克服上述问题，才能真正解决厌氧消化推广的瓶颈。1958年，Schulze［3］提出了高固体浓度的污泥厌氧消化(本文简称高固厌氧消化)，将消化器的进泥固体浓度从传统的3%～10%提高至6%～20%，这可使消化器容积减少一半，加热能耗降低，沼气净产量增加等［4～6］。显然，高固厌氧消化可能是克服污泥厌氧消化推广瓶颈的好办法。高固厌氧消化首先在城市固体废弃物、餐厨垃圾和畜禽粪便等有机废物的处理中得到应用［7～10］，直到最近十多年，高固厌氧消化才用于城市污泥的处理。下面将对污泥高固厌氧消化的研究进展进行介绍。1高固体浓度的污泥厌氧消化2000年，Fujishima［11］等开展了