随着污水处理量的增加,污泥作为污水处理的“衍生品”也急剧增加。目前在国际上,污泥厌氧消化技术是污泥减量化、稳定化和资源化应用非常广泛的方法,但在我国应用率非常低。本文分析了厌氧消化过程中的物料平衡,并使用国际水协推出的ADM1数学模型,以西安市第五污水处理厂作为研究对象,以提高消化池的处理效率为目的,对污泥厌氧消化过程进行模拟研究。主要结论如下:(1)对厌氧消化19个生化动力学过程进行了 COD组分和C组分的物料平衡分析;列出了反应器单元内每一个状态组分i的组分质量平衡方程;列出ASM1和ADM1两个模型的组分转换原理,并对其转换的步骤进行说明。(2)以西安市第五污水处理厂污泥厌氧消化系统为研究对象,建立了污泥厌氧消化工艺模型并对相关敏感性参数进行了校正,校正后的模型与实际运行数据拟合良好。(3)基于原污水厂的污泥单级厌氧消化工艺,提出了两级厌氧消化和两相厌氧消化的改进工艺。可知,在进泥含水率为96%,水力停留时间为20天的条件下,污泥两级厌氧消化工艺相比单级厌氧消化工艺,消化池产气量由2000m3/d增加到2381m3/d,其中甲烷气体体积分数由61%增加到62%。污泥两相厌氧消化工艺相比单级厌氧消化工艺,消化池产气量由2000m3/d增加到3647m3/d,其中甲烷气体体积分数由61%增加到64%。(4)分析了进泥含水率以及污泥投配率对两种厌氧消化工艺运行效果的影响,主要从消化池中pH气体产量,甲烷气体组分占比,消化池中乙酸盐降解者、氢降解者等微生物以及VSS去除率等方面来分析,从而对工艺运行条件进行优化。综合考虑可知,对于污泥两级厌氧消化工艺,优化后的工艺运行条件为:进泥含水率为94%,污泥投配率为6%。对于污泥两相厌氧消化工艺,优化后的工艺运行条件为:进泥含水率为93%,产酸相水力停留时间为3天,甲烷相水力停留时间为10天。