污水生物处理技术是目前应用最广泛的污水处理技术，尽管其具备低耗高效等特点，但是生物法却无法避免地会产生大量的二次污染物———剩余污泥。至 2011 年底，全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂 3 135 座，处理污水量 496.4 亿 m3，脱水污泥产生量接近 3 000 万 t。在节能减排、低碳经济和积极的财政政策的促进下，城镇污水处理率的要求将不断提高，随之而来的就是剩余污泥量会越来越大，其处理处置则变得更加紧迫。

　　目前，污泥厌氧发酵产酸成为了污泥资源化处理的主要方式之一。由于微生物细胞壁和细胞膜的天然屏障作用，降低了细胞分泌的水解酶对有机物进行水解的速率，限制了复杂有机物的溶出和大分子的水解算换，故而污泥的水解成为了厌氧厌氧发酵产酸的限速步骤。因此，适当的采用预处理技术可以强化污泥水解，破坏污泥中微生物的细胞结构，打破污泥中由微生物及附着在菌胶团上其他物质组成的絮体，使微生物细胞内大量的有机物质释放到液相中，增加污泥液相中溶解性有机物的含量，缩短污泥厌氧酸化时间，提高污泥产酸效率。

　　常见的预处理方法主要有化学法（酸处理、碱处理、臭氧法）、物理法（热处理、机械处理法）、生物法（酶处理法）。其中，酸碱处理简单易行、效果显著得到了学者们的广泛认识，但是，剩余污泥经过酸碱预处理后，复杂有机物（如蛋白质、总糖、脂肪等）难以得到完全水解。由此表明，为了实现剩余污泥中复杂有机物更完全的水解，必须进一步强化酸碱处理。本文拟采取热处理与酸、碱调控技术相结合处理城市污水厂剩余污泥，通过考察污泥的挥液相中溶解性化学需氧量（SCOD）与溶解性有机物（包括溶解性蛋白质、总糖、VFAs）的增加，研究热处理技术对酸、碱调控产酸效能的增益效果，以期为剩余污泥产酸的提供理论依据。

　　1、材料与方法

　　1.1 污泥来源

　　试验采用的剩余污泥取自沈阳某城市污水处理厂二沉池，取回的剩余污泥先在 4 °C 条件下沉淀浓缩 24 h，排除上清液后测定污泥特性如表 1 所示。

　　1.2 预处理实验

　　取 1 L 浓缩污泥，分别置于 5 个相同的血清瓶中，在进行厌氧发酵之前，对污泥进行预处理，处理方式如表 2 所示。其中，酸、碱调节分别采用 5 mol/L 的HCl 和 NaOH 溶液，热处理则统一在 90 °C 水浴锅中恒温加热处理 2 h。随后，向经过预处理调节后的污泥中通入 N2，以吹脱瓶内多余的空气，用胶塞密闭后，再用铝箔压紧瓶盖，放入 35 °C 恒温气浴摇床中，在 120r/min 速度下进行发酵。每 4 h 取 15 mL 污泥混合样品，先于 8 000 r/min 条件下离心实现固液分离，在测定溶解性有机物之前，离心后上清液先用 0.45 μm 的微孔滤膜过滤之后进行测定。

　　1.3 样品指标测定

　　pH 采用 pHS-3C 精密 pH 计（上海雷磁，上海）测定。MLSS、MLVSS、SCOD、NH4+-N、PO43--P 采用国际标准方法测定。溶解性蛋白质采用 Lowry 法测定，同时以牛血清蛋白溶液为标准品；溶解性总糖采用苯酚-硫酸法测定，同时以葡萄糖溶液为标准品。

　　挥发性脂肪酸采用气相色谱法（GC）测定，GC 测定仪器为 Aglient 7890A （Agilent Technologies Co. Ltd.，USA），GC 测定步骤和参数设置则参照 Yang的方法：首先抽取 1.0 mL 离心后的上清液于 1.5 mLAglient GC 专用棕色小瓶中，加入 85%甲酸酸化样品使得样品 pH<3.0，随后直接进样至气相色谱仪中进行测定，GC 检测器为氢离子火焰检测器（FID），色谱柱为 HP 19095N-123 毛细管柱 （35 m×0.53 mm×1&mu;m）。色谱条件如下：载气为 N2，流量为 60 mL/min；柱温、进样口温度以及检测器温度分别为 240、170、240 ℃；采用分流模式进样，分流比为 1∶1。