近年来市政污泥产量日益增多,厌氧消化作为处理污泥经济有效的方法可以很好地实现污泥的减量化、稳定无害化和资源化。目前大多污水厂的厌氧消化工艺消化时间长、池体较大、产气率低,污泥干化耗能多。为进一步提升污水厂运行工艺效果,添加污泥高温热水解工艺与污泥板框脱水工艺。高温热水解后的污泥产气量为原来的1.5倍;污泥流动性变好,使得厌氧发酵的污泥含固率增加一倍以上,减少发酵罐体积;污泥脱水性能变好,发酵后经机械脱水含水率可达50%以下,节省污泥干化所需热量;热水解后的污泥更加卫生无害。对青岛某污水厂的污泥进行取样,分别对初沉污泥、剩余污泥以及混合污泥进行高温热水解实验(170℃环境下处理30min),预处理后的污泥进行生物产甲烷潜能实验,结合不同实验温度,分析气体产量。得出高温热水解对初沉污泥无较大影响,但对剩余污泥及混合污泥影响较好,适当提高厌氧消化温度可明显提高产气量。基于实验结果对青岛某污水厂运行工艺进行改进,污泥处理系统采用预脱水—高温热水解—40℃中温厌氧消化—板框脱水处理工艺。通过分析普通厌氧消化与热水解厌氧消化系统的差异,提出了改进后污泥处理系统在污泥减量化、资源化以及卫生无害化均有较大优势,并分析了热水解工艺系统的技术特点以及工艺运行要注意的相关问题。在TRNSYS模拟仿真平台上搭建污泥处理系统的仿真模型,运用污水厂实际年运行数据,对系统进行全年模拟分析,对原系统和改进后的系统厌氧发酵过程、沼气提供热水解所需蒸汽过程以及剩余沼气热电联产和余热回收过程进行数据分析,提出进一步的能效提升手段。对系统进行热力学和经济性分析评价,得出高温热水解系统可以推广使用。