时

，使用单频探头式超声波发生器使 SCOD 较原污

泥增加了约 994mg / L

，而多频槽式超声波发生器使

SCOD 增加了约 3453mg / L。蒋建国等

［10］

研究发现

，

单频超声波处理后剩余污泥的厌氧产气累计增量高

于双频超声波

，为 40. 93% 。而双频超声波处理后

污 泥 的 SCOD 溶 出 量 大

， 比 单 频 超 声 波 高 出

23. 5% 。

尽管目前已经对超声波预处理剩余污泥做了大

量的研究

，在实际应用领域，我国还处在积极探索

的阶段。一些污水处理厂进行小规模的超声波污泥
减量技术应用实验。例如广州市污水公司在大坦沙
污水处理厂进行了污泥的超声波减量实验研究

，通

过购置国外的大型超声波发声设备

，研究静态状况

下经超声波装置处理后污泥主要水质指标的变化

，

并将超声波装置作用于剩余污泥

，探讨了污泥的超

声波减量化效果。研究结果表明

，经超声波装置处

理后

，污泥并取得了相当多的成果。

2. 1. 2

热处理

热处理是近年来发展起来的又一种有效的剩余

污泥预处理技术。热处理可以使污泥胶体结构被破
坏

，释放出污泥絮体内部和细胞内部的间隙水

［11］

，

并同时释放出有机物

，促进污泥减量，有利于后续

污泥的厌氧消化

［12，13］

。

热 处 理 采 用 的 温 度 范 围 较 广

， 为 60℃ ～

270℃

，最常用的热处理温度为 60℃ ～ 180℃ ，其

中温度低于 100℃ 的热处理称为低温热处理。在采
用高温热处理时

，通常亦需升高压力，即高温高压

预处理。

王治军等

［14］

使用 GS21 型高压反应釜研究了热

水解预处理对污泥的厌氧消化性能的改善。结果表
明

，污泥经过热水解预处理后，SCOD 和 VFA 浓度

显著增大

，pH 降低，碱度增大； 热水解预处理促

使污泥固体溶解和水解

，从而提高污泥的厌氧消化

性能。最 适 热 水 解 条 件 为 170℃ 、30min

，此 时，

污泥 TCOD 去除率从热 水 解 前 的 38. 11% 提 高 到

56. 78%

，污泥沼气 产 率 从 热 水 解 前 的 160mL /g

TCOD 提高到 250mL / g TCOD。

Bougrier 等

［15］

研究了热处理对半连续剩余污泥

厌氧消化的影响。结果表明

，热处理可以提升污泥

的厌 氧 消 化 效 果。 经 过 190℃ 处 理 后 的 效 果 比

135℃ 处 理 后 的 效 果 要 好。 经 过 190℃ 的 热 处 理

COD 去除率从 52% 提升到 64%

，脂类、碳水化合

物、蛋白质的溶出产生量都有不同程度的提升。在

190℃ 热水解条件下

，甲烷产生量增加 25% 。

孙弘等

［16］

研究了预处理温度对剩余活性污泥

生产挥发性脂肪酸的影响。对强化污泥有机物溶解
结果表明

，加热预处理可以有效促进污泥中不溶性

物质转化为溶解性物质

，处理后 SCOD 显著升高，

且 SCOD 随温度的升高而升高

； 产酸结果表明，热

处理可提高污泥产酸量

，但处理温度不是越高越

好。在此次研究中发现

，预处理温度对污泥产酸的

促进效果为

： 90℃ ＞ 80℃ ＞ 100℃ ＞ 70℃ 。Wang

［17］

的研究则发现

，当温度保持在 4℃ 时，污泥中溶解

性蛋白质和碳水化合物的浓度取决于预处理温度

，

依次 为

： 100℃ ＞ 80℃ ＞ 60℃ ，但 产 酸 量 却 是：

60℃ ＞ 80℃ ＞ 100℃ 。高温促进水解

，过高的温度

却不利于产酸

，原因可能是高温条件下释放出的蛋

白质 和 碳 水 化 合 物 发 生 了 美 拉 德 反 应

（ Maillard

Reaction

） ，产生了褐色难溶解物质所致。

与其他剩余污泥预处理技术相比

，热处理具有

能耗高、成本高的缺点

，为减少热处理成本，研究

人员又开发了与热处理工艺相组合的预处理技术。
其中热碱法处理污泥与其它污泥破解方法相比

，具

有操作简单、方便、处理时间短、效果好等优点。

Vlyssides 等

［18］

研究了热碱对剩余污泥的预处

理效果

，结果表明，在温度范围 50℃ ～ 90℃ 、pH

值为 8 ～ 11 条件下

，污泥的破解效率与 pH 值和温

度的关系符合一级动力方程

，在 pH 值为 11 和温

度 90℃ 下挥发性悬浮固体达到 6. 82%

，在 10h 内

污泥厌 氧 消 化 的 挥 发 性 悬 浮 固 体 的 去 除 率 达 到

45%

，此 时，SCOD 为 70000mg /L，沼 气 产 量 为

0. 28L CH

4

/ gVSS。

Tanaka 等

［19］

考察了热碱预处理对污泥厌氧消

化的影响。结果表明

，向生活污水和工业废水的混

合废水 的 剩 余 污 泥 中 投 加 0. 3g / gVSS NaOH

，在

130℃ 下加热 5min

，即可使剩余污泥中 40% ～ 50%

的 TCOD 转 化 为 SCOD

， 同 时 沼 气 产 量 增 加 了

200%

； 对于市政剩余污泥，其挥发性悬浮固体增

溶率 为 70% ～ 80%

，但 是 它 的 沼 气 产 量 只 增 加

30%

； 虽然热碱预处理对混合废水剩余污泥沼气产

量的影响大于对市政剩余污泥沼气产量的影响

，但

是市政剩余污泥和混合废水剩余污泥污泥沼气产量

分别为 21. 9 与 12. 8mg / L

，这可能与污泥的组成有

关。

研究表明

，热处理方法促进污泥水解有一定的

效果

，但由于其能耗高、成本高，限制了规模化应

用。同时

，现有研究重温度，轻压力，而反应压力

很可能是影响高温预处理的重要因素之一

，因此今

5

1

1

2 期

严媛媛等

： 污泥厌氧消化预处理技术综述