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活性污泥法是目前国际上应用最广泛的污水处理技术，但其在处理污水的同时产生了数量巨大且性质不稳定的剩余污泥，如不进行妥善处理，势必会造成严重的二次污染。通过污泥厌氧消化和沼气利用技术，可以实现污泥的减量化、稳定化和资源化，是城市污泥处理处置的发展方向。我国目前常规的污泥厌氧消化工艺为单相工艺，物料含固率低(3％～5％)，其本身存在诸多缺陷，如有机负荷低，反应设备体积庞大，沼气产率低等。因此，开发高含固率污泥（系统物料含固率10％以上）的两相厌氧消化技术成为研究热点。本文以北京市某再生水厂含固率(TS)为19.73％的脱水污泥为研究对象，进行了两相厌氧消化的研究。 产酸相的试验以脱水污泥为底物直接进行，接种20％（体积比）的产酸菌种。且由于产酸后污泥已经积累大量有机酸，产甲烷相采用传统的接种启动方式难以成功，因此本试验采用了湿式启动的方法，首先在反应器中接入含固率为1.38％的产甲烷菌种，然后将酸化后的高含固率污泥作为底物投加，使产甲烷相物料含固率慢慢升高至10％以上，以避免VFAs的积累，使产甲烷相顺利启动。 产酸相的研究结果表明:脱水污泥的水解酸化效果良好，试验结束时，SCOD浓度达到了64859.07mg/L，VFAs浓度达到了23774.15mg/L，氨氮浓度则达到了5323.27mg/L。且该过程速度较快，SCOD、VFAs、氨氮等指标的浓度在第4～6天即达到了最大产出量的80％左右，之后反应速度下降，各项指标增长缓慢。SCOD的释放与VFAs的产生几乎同步进行，表明水解之后的酸化非常迅速，水解酸化阶段的限速步骤是细胞壁的水解。VFAs中乙酸含量占50％左右，此外还含有大量丙酸、丁酸等脂肪酸，表明在高含固率消化系统中，产酸菌代谢途径多样，VFAs产量大且种类多。水解酸化过程中，相对于碳水化合物和脂肪，蛋白质的水解较慢。水解酸化阶段pH变化范围在7.0～7.6之间，波动幅度不大，说明脱水污泥的水解酸化体系具有较强的pH缓冲能力。脱水污泥水解酸化后TS为15.86％，VS为68.49％，与原污泥相比较，TS去除了19.62％，VS去除了12.29％，表明水解酸化阶段对污泥的TS、VS也有一定去除作用。 产甲烷相的研究结果表明:产甲烷相最高日产气量达到了3467mL/d，试验结束前稳定在3000mL/d以上，产气效率达到了20～23m3/m3污泥。气体中CH4的百分含量最高达到了59.46％，试验结束前稳定在50％～60％之间;CO2的百分含量最高达到了31.02％，试验结束前稳定在30％左右。产甲烷相可承受的最高污泥负荷达到了150mL/d，此负荷下产甲烷相VFAs浓度开始积累升高，产生酸抑制，此时投泥量按投配率计为3.75％。VFAs浓度达到500mg/L时，产气量有所下降，表明产甲烷菌在该浓度下开始受到挥发酸的抑制作用。氨氮浓度达到1185.47mg/L时，产气量达到最大值3467mL/d，之后氨氮浓度迅速增加至2513.15mg/L，每日产气量略有下降但依然稳定在3000mL/d以上，表明氨氮浓度在2500mg/L以下时，对产甲烷菌的抑制作用很小。