稳定污泥的常用方法是消化法（厌氧生物处理法）。小型污水厂也有采用好氧消化法、氯化氧化法、石灰稳定法和热处理等方法使污泥性质得到稳定。

好氧消化法类似活性污泥法，在曝气池中进行，曝气时间长达10～20天左右，依靠有机物的好氧代谢和微生物的内源代谢稳定污泥中的有机组成。氯气氧化法在密闭容器中完成，向污泥投加大剂量氯气，接触时间不长；实质上主要是消毒，杀灭微生物以稳定污泥。石灰稳定法中，向污泥投加足量石灰，使污泥的pH值高于12，抑制微生物的生长。热处理法既可杀死微生物借以稳定污泥，又可破坏泥粒间的胶状性能改善污泥的脱水性能。在美国有两种商业方法，都是在较高温度（150～200℃）和较大压力（1～2MN/m²）下处理污泥。

厌氧消化是对有机污泥进行稳定处理的最常用方法。一般认为，当污泥中的挥发性固体量降低40%左右即可认为已达到污泥的稳定。

在污泥中，有机物主要以固体状态存在。因此，污泥的厌氧消化包括：水解、酸化、产乙酸、产甲烷等过程。有机废水的厌氧处理，也包括以上几个过程。一般认为，产甲烷过程是控制整个废水厌氧处理的主要过程；而在污泥的厌氧消化中，则认为固态物的水解、液化是主要的控制过程。

厌氧消化产生的甲烷能抵消污水厂所需要的一部分能量，并使污泥固体总量减少（通常厌氧消化使25%～50%的污泥固体被分解），减少了后续污泥处理的费用。消化污泥是一种很好的土壤调节剂，它含有一定量的灰分和有机物，能提高土壤的肥力和改善土壤的结构。消化过程尤其是高温消化过程（在50～60℃条件下），能杀死致病菌。

尽管有如上的优点，厌氧消化也有缺点：投资大，运行易受环境条件的影响，消化污泥不易沉淀（污泥颗粒周围有甲烷及其它气体的气泡），消化反应时间长等。

1.污泥厌氧消化法的发展和分类

根据操作温度，污泥厌氧消化分为中温消化（Mesophilic Digestion）和高温消（Ther-mophilic Digestion）等。高温消化运行的能耗大大高于中温消化，只有当条件非常有利于高温消化或要求特殊时才会采用。

根据负荷率，又可分为低负荷率和高负荷率两种。

低负荷率消化池是一个不设加热，搅拌设备的密闭的池子，池液分层，如图5-5所示，它的负荷率低，一般为0.5～1.6VSS/m³·天，消化速度慢，消化期长，停留时间30～60天。污泥间歇进入，在池内经历了产酸、产气、浓缩和上清液分离等所有过程。产生的沼气（消化气）气泡在上升时有一定的搅拌作用。池内形成三个区——上部浮渣区、中间为上清液、下部污泥区。顶部汇集消化产生的沼气并导出。经消化的污泥在池底浓缩并定期排出。上清液回流到处理厂前端，与进厂污水混合。

图5-5 低负荷率厌氧消化池

高负荷率消化池的负荷率达1.6～6.4VSS/m³·天或更高，与低负荷率池的区别在于连续运行，设有加热、搅拌设备；连续进料和出料；最少停留10～15天；整个池液处于混合状态，不分层；浓度比入流污泥低。高负荷率消化池常设两级，第二级不设搅拌设备，作泥水分离和缩减泥量之用，如图5-6所示。

图5-6 两级高负荷率厌氧消化系统

随着工艺的发展，又出现了两级消化工艺。它根据厌氧分解的两阶段理论，把产酸和产沼气阶段分开，使之分别在两个池子内完成，如图5-7所示。该工艺的关键是如何使两阶段分开，方法有投加相应的菌种抑制剂，调节和控制停留时间、回流比等。

2.影响污泥消化的主要因素

（1）pH值和碱度

厌氧消化首先产生有机酸，使污泥的pH值下降，随着甲烷菌分解有机酸时产生的重碳酸盐不断增加，使消化液的pH值得以保持在一个较为稳定的范围内。(www.daowen.com)

酸化菌对pH值的适应范围较宽，而甲烷菌对pH值非常敏感，微小的变化都会使其受抑，甚至停止生长。消化池的运行经验表明，最佳的pH值为7.0～7.3。为了保证厌氧消化的稳定运行，提高系统的缓冲能力和pH值的稳定性，要求消化液的碱度保持在2000mg/L以上（以CaCO₃计）。

图5-7 两级厌氧消化系统

（2）温度

试验表明，污泥的厌氧消化受温度的影响很大，一般有两个最优温度区段：在34～35℃叫中温消化，在50～55℃叫高温消化。温度不同，占优势的细菌种属不同，反应速率和产气率都不同。高温消化的反应速率快，产气率高，杀灭病原微生物的效果好，但由于能耗较大，难以推广应用。在这两个最优温度区以外，污泥消化的速率显著降低，如图5-8所示。另外，有的研究还表明，对某些污泥，高温消化的最优温度不在50～55℃，而在45℃左右。

（3）负荷

厌氧消化池的容积决定于厌氧消化的负荷率。负荷率的表达方式有两种：容积负荷（用投配率为参数）；有机物负荷（用有机负荷率为参数）。

图5-8 消化池内污泥消化时间与池内温度的关系

以往，有按污泥投配率计算消化池体积的。所谓投配率是指日进入的污泥量与池子容积之比，在一定程度上反映了污泥在消化池中的停留时间（投配率，即池的水力倒数就是生污泥在消化池中的平均停留时间。例如，投配率为5%，即池的水力负荷率为0.05m³/m³·天，停留时间为1/0.05=20天）。以水力逗留时间为参数负荷率，对生物处理构筑物是不十分科学的。投配率相同，而含水率不同时，则有机物量与微生物量的相对关系可相差几倍。

有机物负荷率是指每日进入的干泥量与池子容积之比。干泥单位：kg/m³·天。它可以较好地反映有机物量与微生物量之间的相对关系。同时要注意，容积负荷较低时，微生物的反应速率与底物（有机物）的浓度有关。在一定范围内，有机负荷率大，消化速率也高。

从现在的认识来看，有机物的稳定过程要经过一定的时间，也就是说污泥的消化期（生污泥的平均逗留时间）仍然是污泥消化过程的一个不可忽视的因素。因此，用有机物容积负荷计算消化池容积时，还要用消化时间进行复核。消化时间，可以是指固体平均停留时间，也可以指水力停留时间。消化池在不排出上清液的情况下，固体停留时间与水力停留时间相同。我国习惯上计算消化时间时不考虑排出上清液，因此消化时间是指水力停留时间。

（4）消化池的搅拌

在有机物的厌氧发酵过程中，让反应器中的微生物和营养物质（有机物）搅拌混和，充分接触，将使得整个反应器中的物质传递、转化过程加快。实践证明，通过搅拌，可使有机物充分分解，增加了产气量（搅拌比不搅拌可提高产气量20%～30%）。此外，搅拌还可打碎消化池面上的浮渣。

在不进行搅拌的厌氧反应器或污泥消化池中，污泥成层状分布，从池面到池底，越往下面，污泥浓度越高，污泥含水率越低，到了池底，则是在污泥颗粒周围只含有少量水。在这些水中饱含了有机物厌氧分解过程中的代谢产物，以及难以降解的惰性物质（尤其在池底大量积累）。微生物被这种含有大量代谢产物、惰性物质的高浓度水包围着，影响了微生物对养料的摄取和正常的生活，以致降低了微生物的活性。如果通过搅拌，则可使池内污泥浓度分布均匀，调整了污泥固体颗粒与周围水分之间的比例关系，同时亦使得代谢产物和难降解物不在池底过多积累，而是在整个反应器内分布均匀。这样就有利于微生物的生长繁殖和提高它的活性。

由于不进行搅拌，反应器底部的水压较高，气体的溶解度比上部的要大。如果通过搅拌，使底部的污泥（包括水分）翻动到上部，这样，由于压力降低，原有大多数有害的溶解气体可被释放逸出；其次，由于搅拌时产生的振动也可使得污泥颗粒周围原先附着的小气泡（有时由于不搅拌还可能形成一层气体膜）被分离脱出。此外，微生物对温度和pH值的变化也非常敏感，通过搅拌还能使这些环境因素在反应器内保持均匀。

根据甲烷菌的生长特点，搅拌亦不需要连续运行，过多的搅拌或连续搅拌对甲烷菌的生长也并不有利。目前一般在污泥消化池的实际运行中，采用每隔2h搅拌1次，约搅拌25min左右，每天搅拌12次，共搅拌5h左右。