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污泥熱水解技術(shù)的工作原理是將脫水污泥（一般含水率在85%~90%左右）和溫度為150~260℃、壓力為1.4~2.6MPa的飽和蒸汽加入密閉的反應(yīng)釜，通過蒸汽對污泥進(jìn)行間接加熱，使污泥菌膠團(tuán)、內(nèi)部微生物和有機(jī)物水解破壁，從而使細(xì)胞失活，同時胞內(nèi)部分有機(jī)物如蛋白質(zhì)和多糖等，得以釋放并進(jìn)入上清液。

該技術(shù)起源于20世紀(jì)30年代，起初用于改善污泥脫水性能；70年代末開始用于污泥預(yù)處理，以提高污泥厭氧消化性能；90年代后被開發(fā)用于反硝化碳源的獲取和活性污泥的減量研究；1995年Cambi公司在挪威哈馬爾的HIAS污水處理廠首次建造熱水解裝置作為污泥處理工藝的一部分，在此基礎(chǔ)上形成了污泥熱水解——厭氧消化技術(shù)體系。需要說明的是，熱水解技術(shù)自身能夠?qū)崿F(xiàn)污泥的無害化、減量化、穩(wěn)定化：熱水解使污泥含固率提高、脫水性能增強(qiáng)，從而實現(xiàn)污泥處理的減量化；高溫高壓過程使病原菌滅活，實現(xiàn)污泥處理的無害化；熱水解后有機(jī)物通過固液分離轉(zhuǎn)移至濾液中，使得干污泥中可生化降解的有機(jī)物減少50%以上，從而達(dá)到穩(wěn)定化。

污泥熱水解過程包括固體物質(zhì)溶解液化和有機(jī)物水解兩個過程。污泥經(jīng)熱水解處理后，污泥上清液中的溶解性物質(zhì)濃度大幅提高，尤其以污泥中蛋白質(zhì)和糖類的溶出最為突出，能改善污泥的脫水性能和厭氧消化性能。相較于傳統(tǒng)的超聲和臭氧氧化法，熱水解技術(shù)對污泥有機(jī)物胞外聚合物的破壁能力更強(qiáng)，有利于后續(xù)的污泥生化處理，熱水解后污泥通過固液分離裝置分離為干化污泥和濾液。

1.2污泥厭氧消化技術(shù)

污泥厭氧消化是指利用兼性菌和厭氧菌進(jìn)行厭氧生化反應(yīng)，分解污泥中有機(jī)質(zhì)的一種處理工藝。厭氧消化一般包括水解、酸化和產(chǎn)甲烷等階段。通過厭氧消化，污泥體積減少為原來的30%~50%，脫水效果提高，水分與固體易于分離，穩(wěn)定性增強(qiáng)，無明顯的惡臭；同時厭氧消化過程能有效減少有毒病菌并產(chǎn)生大量的甲烷氣體。衡量污泥的厭氧消化性能和產(chǎn)氣性能的2個指標(biāo)：單位質(zhì)量揮發(fā)性固體（VS）產(chǎn)氣量和分解單位質(zhì)量揮發(fā)性固體產(chǎn)氣量，美國污水處理廠設(shè)計手冊中這2項指標(biāo)的最佳范圍分別為0.5~0.75L/g和0.75~1.12L/g，國內(nèi)無明確規(guī)定。雖然污泥厭氧消化過程具有有效降解污泥有機(jī)物、殺死污泥中病原體、減小污泥體積及回收能源等優(yōu)勢，但厭氧消化系統(tǒng)在運行過程中存在著水力停留時間長（10~20d）和有機(jī)物去除率較低（20%~40%）等缺陷。