中国给水排水2026年城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会(第十七届)邀请函暨技术报告论文征集启事 (同期召开固废大会、工业污泥大会、循环经济发展大会、渗滤液大会、高浓度难降解工业废水处理大会)
 
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热水解污泥厌氧产酸开发易降解碳源的可行性研究 樊鹏超,王佳伟,任征然,焦二龙,文 洋,李 伟,李东辉,屈格非,李隆博,李 雷 (北京城市排水集团有限责任公司) (北京市污水资源化工程技术研究中心)

放大字体  缩小字体 发布日期:2026-08-07  来源:热水解污泥厌氧产酸开发易降解碳源的可行性研究 樊鹏超,王佳  浏览次数:106
核心提示:热水解污泥厌氧产酸开发易降解碳源的可行性研究 樊鹏超,王佳伟,任征然,焦二龙,文 洋,李 伟,李东辉,屈格非,李隆博,李 雷 (北京城市排水集团有限责任公司) (北京市污水资源化工程技术研究中心)
中国给水排水2026年城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会(第十七届)邀请函暨技术报告论文征集启事 (同期召开固废大会、工业污泥大会、循环经济发展大会、渗滤液大会、高浓度难降解工业废水处理大会)

中国给水排水2026年城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会(第十七届)邀请函暨技术报告论文征集启事 (同期召开固废大会、工业污泥大会、循环经济发展大会、渗滤液大会、高浓度难降解工业废水处理大会)
 热水解污泥厌氧产酸开发易降解碳源的可行性研究

樊鹏超,王佳伟,任征然,焦二龙,文 洋,李 伟,李东辉,屈格非,李隆博,李 雷

(北京城市排水集团有限责任公司)

(北京市污水资源化工程技术研究中心)


热水解污泥厌氧产酸开发易降解碳源的可行性研究
樊鹏超1,2 , 王佳伟1,2 , 任征然1,2 , 焦二龙1,2 , 文 洋1,2 ,
李 伟1,2 , 李东辉1,2 , 屈格非1,2 , 李隆博1,2 , 李 雷1,2
(1. 北京城市排水集团有限责任公司,北京 100044;2. 北京市污水资源化工程技术研究
中心,北京 100124)
摘 要: 利用热水解污泥厌氧产酸制备反硝化碳源,是实现污泥碳资源化的有效途径。为
此,探究了污泥厌氧产酸效果、产酸液作为反硝化碳源的可行性及微生物群落演变规律。结果表
明,在适宜产酸条件下污泥产酸液的 SCOD 为 20.0~29.5 g/L,VFAs 为 7.7~13.2 g/L,乙酸占比约为
50%,NH
4 +
-N 为 1 060~1 917 mg/L。反硝化速率试验结果显示,以产酸液为碳源时,反硝化速率为
1.784 mg/(gMLVSS·h),可达到乙酸钠反硝化速率的 83%,具备作为反硝化碳源的潜力。污泥厌氧
产酸过程中,水解发酵的两大主要菌属即拟杆菌(Bacteroides)和梭状芽孢杆菌(Clostridium)的丰度
显著提高,优势产甲烷菌为甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter)。研究结果证实了热水解污泥厌氧产
酸制备反硝化碳源的可行性,后续可通过强化产甲烷抑制、优化氮磷去除进一步提升技术实用性。
关键词: 污泥; 热水解; 厌氧产酸; 碳源; 微生物群落结构
中图分类号:TU992 文献标识码:A 文章编号:1000 - 4602(2026)11 - 0097 - 07
Feasibility Study on Developing Easily Degradable Carbon Sources from
Anaerobic Acidogenesis of Thermally Hydrolyzed Sludge
FAN Pengchao
1,2
, WANG Jiawei
1,2
, REN Zhengran
1,2
, JIAO Erlong
1,2
, WEN Yang
1,2
,
LI Wei
1,2
, LI Donghui
1,2
, QU Gefei
1,2
, LI Longbo
1,2
, LI Lei
1,2
(1. Beijing Drainage Group Co. Ltd., Beijing 100044, China;2. Beijing Engineering Technology
Research Center for Municipal Sewage Reclamation, Beijing 100124, China)
Abstract: Producing denitrification carbon sources through anaerobic acidogenesis of thermally
hydrolyzed sludge is an effective way to realize the carbon resource utilization of sludge. To this end, this
study explored the effect of anaerobic acidogenesis of sludge, the feasibility of using the acidified liquid
as a denitrification carbon source, and the evolution law of the microbial community. The results showed
that under suitable acidogenesis conditions, the SCOD of the sludge acidified liquid was 20.0-29.5 g/L,
VFAs were 7.7-13.2 g/L, the proportion of acetic acid was about 50%, and NH
4 +
-N was 1 060-1 917 mg/
L. The results of the denitrification rate test showed that when the acidified liquid was used as the carbon
source, the denitrification rate was 1.784 mg/(gMLVSS·h), which could reach 83% of the denitrification
rate of sodium acetate, indicating that it had the potential to serve as a denitrification carbon source.
During the anaerobic acidogenesis process of sludge, the relative abundances of Bacteroides and
DOI:10. 19853/j. zgjsps. 1000-4602. 2026. 11. 014
基金项目:京津冀环境综合治理国家科技重大专项(2025ZD1203800);北京城市排水集团内部课题(BPJ201909-2025)
通信作者:王佳伟 E-mail:wangjiawei@bdc.cn
·97·第 42 卷 第 11 期
中 国 给 水 排 水
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Clostridium, the two main genera responsible for hydrolysis and fermentation, increased significantly, and
the dominant methanogen was Methanobrevibacter. The research results confirm the feasibility of
preparing denitrification carbon sources through anaerobic acidogenesis of thermally hydrolyzed sludge,
and the practicality of the technology can be further improved by strengthening methanogenesis inhibition
and optimizing nitrogen and phosphorus removal in subsequent studies.
Keywords: sludge; thermal hydrolysis; anaerobic acidogenesis; carbon source; microbial
community structure
在城市污水处理过程中,污水中约 40%~60%
的碳元素最终富集于污泥相。这一碳资源分布特
征与当前污水处理厂普遍面临的进水碳源不能满
足生物脱氮除磷需求问题形成了显著矛盾[1]。因
此,将剩余污泥中的碳元素转化为高品质碳源应用
到污水处理过程中,既可以实现污泥中碳元素的资
源化回收与循环利用,又可以节省污水处理厂的药
剂投加成本。
由于剩余污泥中胞外聚合物(EPS)的包裹效
应,直接厌氧酸化效率显著受限。目前的研究主要
通过碱发酵、超声波等预处理技术,或高温发酵强
化厌氧产酸体系的碳源转化效率[2-4] 。研究表明,在
超声预处理(10 min,1 kW/L)及碱性(pH=10)条件
下,温度对污泥厌氧发酵系统的挥发性脂肪酸
(VFAs)产量呈现显著的影响,10 ℃时 VFAs 产量为
1 078 mg/L,37 ℃时则提升至 3 705 mg/L。然而,碱
性发酵需持续投加 NaOH 等化学药剂,不仅增加运
行成本,更易引发盐分积累问题;超声波处理则受
限于能耗高等技术瓶颈[4] 。相比之下,热水解技术
通过高温高压作用直接破解微生物细胞壁,避免化
学药剂投加的同时显著提升有机物水解效率,为后
续厌氧产酸阶段提供更丰富的易降解底物,最终使
VFAs产率提升[5] 。
尽管热水解技术已在国内外工程实践中得到
了广泛应用,但其应用领域主要集中在提升厌氧消
化产气效率和改善污泥脱水性能等方面,鲜有将该
技术用于开发反硝化碳源的研究。鉴于此,本研究
探究了热水解污泥厌氧产酸液作为替代碳源对反
硝化速率的强化效应,并解析产酸过程中微生物群
落结构的动态演变规律,旨在系统评估热水解预处
理对污泥厌氧产酸效果的提升作用,为污水处理厂
碳源回收与资源化利用提供创新性解决方案和理
论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验用污泥
试验所用污泥取自北京市某再生水厂。其中,
预脱水污泥为初沉污泥与剩余污泥按6∶4混合后经
离心脱水得到的污泥,该污泥微生物含量丰富且活
性较高;热水解污泥由预脱水污泥经 160 ℃高温热
水解处理制得,在高温高压作用下,污泥絮体结构
及微生物细胞壁被破坏,大量有机物得以释放,且
污泥中微生物几乎完全灭活;消化污泥取自该厂运
行稳定的厌氧消化池,其含有大量厌氧消化过程的
特征微生物,如水解菌、产酸菌和产甲烷菌等。
为实现水解酸化系统的快速启动,试验采用热
水解污泥、消化污泥、预脱水污泥按质量比2∶1∶1混
合制备接种污泥。三种污泥混合均匀后,用自来水
将体系总固体(TS)含量稀释至 8%,以此启动厌氧
发酵罐。试验用污泥的主要性质如表1所示。






















[1]樊鹏超,王佳伟,任征然,等.热水解污泥厌氧产酸开发易降解碳源的可行性研究[J].中国给水排水,2026,42(11):97-103.

 FANPengchao,WANGJiawei,RENZhengran,et al.Feasibility Study on Developing Easily Degradable Carbon Sources from Anaerobic Acidogenesis of Thermally Hydrolyzed Sludge[J].China Water & Wastewater,2026,42(11):97-103.
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热水解污泥厌氧产酸开发易降解碳源的可行性研究

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更新日期/Last Update: 2026-06-01
 
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