污泥好氧消化一般有三種工藝：CAD、A/AD、ATAD。

’⑴CAD工藝

傳統的好氧消化工藝（ConventionalAerobicDigestion,CAD)的構造及設備與傳統活性污泥法相似，但污泥停留時(shí)間很長(cháng)，其常用的工藝流程主要有連續進(jìn)泥和間歇進(jìn)泥兩種，如圖8-3所示。

泥法相似。規模較小污水處理廠(chǎng)的好氧消化池，可采用間歇進(jìn)泥，定期的進(jìn)泥和排泥，通常每天一次。

影響CAD運行的因素有以下幾個(gè)方面：

①溫度溫度對好氧消化的影響很大，溫度高時(shí)，微生物代謝活性強，

減速率較大，達到要求的有機物VSS去除率所需的SRT短.當溫度降低時(shí)，

污泥穩定處理的目的，則要延長(cháng)污泥停留時(shí)間。'

溫度對反應速率的影響可用公式表示：

kz/k\=d(T2—T\)

式中h，kz——溫度、T2時(shí)的反應速率；

Ti,T2——溫度，°C;

9——溫度系數，0=1.058。

②停留時(shí)間SRTVSS的去除率隨著(zhù)SRT的增大而提高，.但是相應地處理后剩余物中的惰性成分也不斷增加，當SRT增大到某一個(gè)特定值，即使再增大SRT，VSS的去除率也不會(huì )再明顯提高。對活性污泥比耗氧速率（SOUR)也存在著(zhù)相似的規律，SOUR隨SRT的增大而逐漸下降，當SRT增大到某一個(gè)特定值，即使再增大 sRT, sOUR也不會(huì )有明顯下降。這一特定的點(diǎn)與進(jìn)泥的性質(zhì)、可生楊降解性及溫度有較大關(guān)系，一般溫度為20°C時(shí)，SRT為25～30d。

③pH值污泥好氧消化的速率在pH值接近中性時(shí)大，當pH值較低時(shí)，微生物的新陳代謝受到抑制，有機物的去除率隨之降低。在CAD工藝中，會(huì )發(fā)生硝化反應，消耗堿度.引起pH值下降至4.q#～5.q#。因此大部分的CAD工藝中都要添加化學(xué)藥劑，如石灰等來(lái)調節pH值。

④曝氣與攪拌在好氧消化中.確定恰當的曝氣量是很重要的。一方面要為微生物好氧消化提供充足的氧源（消化池內DO濃度大于2.0mg/L)，同時(shí)滿(mǎn)足攪拌混合的要求，使污泥處于懸浮狀態(tài)。另一方面.若曝氣量過(guò)大會(huì )增加運行費用。好氧消化可采用鼓風(fēng)曝氣和機械曝氣，在寒冷地區采用淹沒(méi)式的空氣擴散裝置有助于保溫，而在氣候溫暖的地區可采用機械曝氣。當氧的傳輸效率太低或攪拌不充分時(shí)，會(huì )出現泡沫問(wèn)題。

⑤污泥類(lèi)型CAD消化池內污泥停留時(shí)間與污泥的來(lái)源有關(guān)。一般認為，CAD適用于處理剩余污泥，而對初沉污泥，則需要更長(cháng)的停留時(shí)間。這是因為初沉池污泥以可降解顆粒有機物為主。微生物首先要氧化分解這部分有機物，合成新的細胞物質(zhì)，只有當有機物不足時(shí)，才會(huì )消耗自身物質(zhì)，進(jìn)人內源呼吸階段。

CAD工藝具有運行簡(jiǎn)單、管理方便、基建費用低等優(yōu)點(diǎn)。但由于需長(cháng)時(shí)間連續曝氣，運行費用較高。受氣溫影響較大，在低溫時(shí)處理效果變差，而且對病原菌的滅活能力較低。另外.CAD工藝中會(huì )發(fā)生硝化反應，一方面消耗堿度，引起pH值下降，另一方面因硝化反應耗氧，而致使供氧的動(dòng)力費用提高。這就促使人們對傳統好氧消化工藝進(jìn)行改造，提出了缺氧/好氧消化工藝（A/AD)。

(2)A/AD工藝

缺氧/好氧消化工藝（Anoxic/aerobicDigestion,A/AD)即在CAD工藝的前端加一段缺氧區.使污泥在該段發(fā)生反硝化反應，其產(chǎn)生的堿度可補償硝化反應中所消 

耗的堿度，所以不必另行投堿就可使pH值保持在7左右。A/AD工藝需氧量比CAD工藝要少。

工藝	優(yōu)點(diǎn)	缺點(diǎn)
	提供pH控制	工藝較新，運行經(jīng)驗少
缺氧好氧消化（A/AD)	其他同CAD	動(dòng)力費用仍較高其他同CAD
	SRT短、反應器體積小	機械設備復雜
	抑制硝化作用，需氧量相對少	泡沫問(wèn)題
ATAD	沒(méi)有pH值下降	新工藝，經(jīng)驗少
	對病原菌的殺滅效果好	動(dòng)力費仍舊相當高
	比CAD、A/AD能耗低	需增加濃縮工序
	脫水性能可能優(yōu)于CAD及A/AD	進(jìn)泥中應含有足夠的HJ•降解固體

圖8-4中介紹了A/AD工藝的三種常見(jiàn)的流程圖。其中，I工藝可實(shí)現對間歇進(jìn)泥的CAD工藝的改造，通過(guò)間歇曝氣產(chǎn)生好氧和缺氧期，并要在缺氧期加攪拌設備而使污泥處于懸浮狀態(tài)，促使污泥發(fā)生充分的反硝化。n工藝、ffl工藝是將缺氧區和好氧區分建在兩個(gè)池子里，而且兩工藝都需要硝化液回流，以提供反硝化所需的硝酸鹽。

A/AD消化池內污泥濃度及污泥停留時(shí)間等都與CAD工藝相似。CAD和A/AD工藝的主要缺點(diǎn)是供氧的動(dòng)力費較高、污泥停留時(shí)間較長(cháng)，特別是對病原菌的去除率低�！瘜�溫度提髙到高溫范圍（43～70°C)會(huì )大大提高對病原菌的去除，由此而開(kāi)發(fā)了高溫好氧消化工藝。

.(3)ATAD工藝

自熱高溫好氧消化工藝（AutoheatedThermophilicAerobicDigestion,ATAD)利用有機物好氧氧化所釋放的代謝熱，達到并維持高溫，而不需要外加熱源。由于采用較高的溫度，消化時(shí)間大大縮短（約6d)，高溫好氧消化具有較高的懸浮固體去除率，并且能達到殺灰病原菌的目的，見(jiàn)圖8-5。

圖8-5ATAD工藝流程

達到自熱高溫好氧消化通常需要以下三個(gè)條件：

①進(jìn)泥首先要經(jīng)過(guò)濃縮，MLSS濃度達40000～60000mg/L(或VSS濃度少為25000mg/L)，這樣才能產(chǎn)生足夠的熱量。 

②反應器要加蓋，采用封閉的反應器，同時(shí)反應器外壁還要采取絕熱措施，以減少熱傳導的熱損失。

③采用高效氧轉移設備減少蒸發(fā)熱損失，有時(shí)甚至采用純氧曝氣。

為防止短流并盡量殺滅病原菌，典型的ATAD系統一般采用間歇（分批）操作，至少兩個(gè)反應器串聯(lián)運行。第一段溫度通常為45°C左右，一般不超過(guò)55°C。第二段溫度通常為50～60°C，一般不超過(guò)70°C。

ATAD工藝的影響因素有以下幾個(gè)方面：

①進(jìn)泥的要求進(jìn)入ATAD的污泥均應先進(jìn)行濃縮，一方面可以減少消化反應器的體積.降低攪拌和曝氣的能耗。另一方面可以提供足夠的熱量，’使反應器溫度達到高溫范圍。一般污泥經(jīng)過(guò)重力濃縮即可滿(mǎn)足要求。污泥負荷為F/M=0_1～0.15kgBODs/(kgMLVSS.d)的污泥適合用ATAD法處理。

②曝氣和攪拌ATAD采用高效率的曝氣系統，氧轉移率一般大于15%，這樣不僅可以減少能量消耗，還可降低因供氧造成的熱能損失。在A(yíng)TAD中由于進(jìn)泥的濃度相當髙，再加上高溫的作用，一般會(huì )有泡沫產(chǎn)生，有時(shí)甚至相當嚴重。因此在A(yíng)TAD設備中應提供相應的泡沫控制設備。

③pH值在A(yíng)TAD中，由于高溫抑制了硝化細菌的生長(cháng)繁殖，硝化作用一般不會(huì )發(fā)生，因此需氧量會(huì )比CAD大大降低，同時(shí)在CAD中由于硝化作用而使pH值降低的問(wèn)題也得到了解決，實(shí)際上，在A(yíng)TAD中pH值通�？梢赃_到7.‘2～8.0。而pH值的提高也會(huì )相應地提高對病原菌的滅活。

ATAD法能加快生物反應速率，使需要的消化池容積縮��；能殺滅大部分的病原細菌、病毒和寄生蟲(chóng)；同時(shí)由于高溫抑制了硝化作用，大大減少了氧的需求。這些優(yōu)點(diǎn)使得ATAD在北美和歐洲的一些小型污水廠(chǎng)被廣泛采用。

20世紀80年代以后，人們又開(kāi)發(fā)了一種兩段消化工藝將自熱高溫好氧消化工g藝與中溫厭氧消化工藝相結合，即以一個(gè)一段的高負荷ATAD系統對污泥進(jìn)行預處理后再進(jìn)人中溫厭氧反應器。工藝流程如圖8-6所示。

各污泥好氧消化工藝的比較及應用如表8-7所示。