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污泥厌氧消化由于其高效的能量回收和较低的环境影响是目前国际上应用最为广泛的污泥稳定化和资源化的处理方法。厌氧消化涉及一系列复杂的生化反应过程，产气效果受到污泥性质和消化条件等各种因素的影响，常规的实验方法难以全面反映不同因素影响下的产气性能。本文运用ADM1模型，基于污水厂剩余污泥性质调研建立不同污泥组成的消化情景，分析剩余污泥的厌氧消化产气性能范围和厌氧消化系统能耗表现。以期对城市污水处理厂剩余污泥特征和厌氧消化效能有更全面科学的认识。 对广州市和北京市污水处理厂剩余污泥特征进行调查分析，结果表明:北京市污泥有机质含量约为65～70％高于广州市剩余污泥有机物含量(45～50％)。两地污泥有机质组分主要为蛋白质和碳水化合物。北京市剩余污泥中N、P元素的含量约为广州市污泥中N、P含量的两倍。由此可见，南北方城市污水处理厂剩余污泥性质存在较大的差异，污水水质为主要的影响因素，而不同的污水处理工艺影响较小。 利用ADM1模型模拟了剩余污泥厌氧消化系统正常反应过程。基于资料调研和污水厂实际运行概况，确定模型组分输入和污水厂不同影响因子水平，通过4320个基本案例组成的模拟情景实现对污水处理厂剩余污泥厌氧消化系统一般变化范围的模拟分析。结果表明，剩余污泥中温厌氧消化产气率、比产气量平均水平分别为5.68 m3-CH4/m3污泥、202.39 ml-CH4/gVSin，消化产气率的变异性要明显大于比产气量。剩余污泥VS浓度与产气率之间关系为y=0.2049x-0.0631，而比产气量主要受污泥有机组成的影响。延长剩余污泥厌氧消化停留时间对其产气性能有提高作用，但是其单位时间的污泥产气效率逐步降低，并且实际的影响效果与剩余污泥性质有关。 通过厌氧消化系统能耗分析，明确了产气率和比产气量与主要影响因素有机物浓度、有机物组成之间的关系，提出有效预测剩余污泥产气性能的方法，结果表明，处理水量对AD系统能耗表现的规模效应主要集中在5万m3/d以下污水处理厂，中温厌氧消化系统在夏季和冬季能够实现能量回收利用，高温厌氧消化冬季则需要外界输入能量来维持系统正常运行。不设初次沉淀池的城市污水处理厂，以剩余污泥为底物的消化池稳定运行后较混合污泥为底物的消化池产气性能水平可能降低15～25％。