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污水处理厂处理污水过程中会产生大量的剩余污泥，污泥中含有大量有机物，如碳水化合物、蛋白质等。但污泥中的有机物大部分为细胞物质，这些有机物为细胞壁所包裹，难以被微生物所利用，首先必须破解污泥中微生物的细胞壁，将胞内物质释放出来，使之转化为溶解性物质。然后利用这些物质厌氧发酵，既能减少污泥量又能产生清洁能源氢气。本论文在无外加营养物下，利用适当的预处理方法破解细胞，利用释放的有机质厌氧发酵产氢。主要的研究结果如下： （1）热处理和超声波处理污泥实验表明，处理强度决定了污泥的破解效果，时间越长、功率越大，破解效果就越好。用超声波处理污泥后，pH值下降，最大下降值为0.56，SCOD和VSS增加率均有升高，最大增加幅度分别为3786mg/L和30.2﹪。用热处理污泥后，pH值均上升，最大增加值为0.45，SCOD和VSS增加率均有升高，最大增加幅度分别为1198mg/L和8.7﹪。但考虑经济性，长时间、较低功率也能达到较为理想的污泥破解效果，例如：超声波处理（t=20min，ED=0.6W/mL），热处理（t=20min，T=40℃）。处理能量存在强度限值，低于一定的强度限值，无明显破解效果。超声波的强度限值ED=0.2W/mL，热处理的强度限值T=40℃。 （2）污泥厌氧发酵实验表明，厌氧发酵的最佳pH为7，最佳温度是中温36℃，在此条件下，污泥可生化率高，产生的氢气量也相对较高。热+超声波处理污泥产氢效果最好，氢气含量高达33％，共产氢气26ml，产氢率为19.27mL/gSCOD。热处理污泥次之产氢气12ml，产氢率为13.09mL/gSCOD。超声波污泥最少只有5.4ml，产氢率为9.44mL/gSCOD。 （3）SEM检测结果表明，在整个发酵液微生物群落中，类似假单胞菌菌属的杆菌占有较大比例。 （4）液相色谱检测结果表明，发酵液末端产物主要是丁酸和乙酸，发酵类型是丁酸型发酵。发酵过程中反应底物的变化表明，污泥预处理破解溶出的SCOD、总糖、蛋白质等随着厌氧发酵产氢的进行而减少。在整个预处理和厌氧发酵过程中，污泥减量效果明显，最终，TSS总量减少了3764mg/L。