1.本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种基于泥质特征的污泥高级厌氧消化系统动态运行方法。
背景技术：
2.近年来，随着我国城镇化水平的不断提高，城镇污水处理厂的建设得到了高速的发展，污水处理率显著提高，污泥产生量随之大幅度增加，截至2019年年底，城镇污水处理厂干污泥产生量达到1232万吨左右。污泥作为污水中大部分污染物的载体，若不能合理处理处置，会造成环境的二次污染，也会造成大量的能源浪费。
3.污泥厌氧消化利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌进行生化反应，分解污泥中有机质的同时产生ch4等气体的消化技术，是实现污泥减量化、无害化、稳定化、资源能源化及污水处理厂碳补偿和碳减排的重要技术措施。我国城镇污水处理厂污泥具有有机质含量低、c/n低等特点，导致传统厌氧消化存在停留时间长、有机物降解率低等问题，为此采用包括热水解等预处理或者与餐厨垃圾等有机废弃物协同消化等技术措施，来提高污泥厌氧消化效率。
4.但同时由于我国城镇污水处理厂污泥有机物含量和组分的季节性变化较大，夏季污泥有机物含量普遍偏低、冬春季污泥有机质含量相对高，如何根据污泥泥质的季节性变化特征，灵活调控包括热水解等预处理单元、厌氧消化单元的关键控制参数以及餐厨等有机废弃物与污泥调配比例等，提高厌氧消化工艺运行效能和稳定性，实现减污降碳协同增效至关重要。为此，构建基于泥质特征的污泥高级厌氧消化系统的动态运行调控方法，来指导污泥厌氧消化工程的设计与运行是亟需解决的问题。
技术实现要素：
5.本发明针对城镇污水处理厂污泥泥质季节性波动大，影响污泥厌氧消化系统运行效率和运行稳定性的问题，提供了一种基于泥质特征的污泥高级厌氧消化系统动态运行方法，该运行方法可显著提升消化系统运行效能和稳定性，提升污泥能源化效率，同时可实现与餐厨垃圾、粪便、园林和农业废弃物等有机基质的协同处理，达到减污降碳协同增效作用。
6.如上构思，本发明采用的技术方案是：一种基于泥质特征的污泥高级厌氧消化系统动态运行方法，所述污泥高级厌氧消化系统包括预处理单元、厌氧消化单元和有机基质投料口，其中预处理单元采用热水解或加碱热水解工艺，厌氧消化单元采用中温消化，其特征在于：根据污泥泥质季节性变化特征，调控预处理单元和厌氧消化单元运行控制参数，即
7.当污泥有机物含量低于54％时，所述预处理单元若采用热水解压力控制为0.14～0.40mpa、温度控制为120℃～170℃、停留时间控制为30～60min，若采用加碱热水解压力控制为0.14～0.30mpa、温度控制为120℃～140℃、停留时间控制为15～60min、加碱量控制为0.02～0.08gnaoh/gvs；所述厌氧消化单元进泥含固率控制为12％～15％、消化时间控制为15～18d；
8.当污泥有机物含量54％-60％时，所述预处理单元若采用热水解压力控制为0.14～0.4mpa、温度控制为120℃～170℃、停留时间控制为45～90min，若采用加碱热水解压力控制为0.14～0.30mpa、温度控制为120℃～140℃、停留时间控制为15～45min、加碱量控制为0.02～0.06gnaoh/gvs；所述厌氧消化单元进泥含固率控制为10％～12％、消化时间控制为18～20d；
9.当污泥有机物含量高于60％时，所述预处理单元若采用热水解压力控制为0.14～0.40mpa、温度控制为120℃～170℃、停留时间控制为60～90min，若采用加碱热水解压力控制为0.14～0.30mpa、温度控制为120℃～140℃、停留时间控制为15～45min、加碱量控制为0.01～0.04gnaoh/gvs；所述厌氧消化单元进泥含固率控制为10％～12％、消化时间控制为20～23d。
10.优选地，所述有机基质投料口投加有机基质与污泥协同消化，有机基质和污泥的混合物料c/n控制为12～14。
11.优选地，所述预处理单元采用热水解或加碱热水解工艺，加碱热水解所用的碱为商业用碱、废碱或废碱液。
12.优选地，所述有机基质投料口投加餐厨垃圾与污泥协同消化，餐厨垃圾与污泥投配比按vs控制，二者vs比为2:3～4:3。
13.优选地，所述厌氧消化单元ph值控制为6.8～7.8，vfa/碱度(vfa以乙酸表示，碱度以caco3计)控制为0.01～0.08，orp控制为低于-400mv。
14.本发明的优点和积极效果如下：
15.1、本发明可显著提升污泥厌氧消化系统运行效能和稳定性，提升污泥能源化效率，达到污泥处理减污降碳协同增效目的；
16.2、本发明可实现餐厨垃圾、粪便、农业废弃物等有机基质的协同处理和能源化资源化；
17.3、本发明操作性强，可用于指导污泥厌氧消化系统的日常运行，具有十分广泛的工程应用价值。
具体实施方式
18.下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
19.本发明提供一种基于泥质特征的污泥高级厌氧消化系统动态运行方法，所述污泥高级厌氧消化系统包括预处理单元、厌氧消化单元和有机基质投料口，其中预处理单元采用热水解或加碱热水解工艺，加碱热水解所用的碱可为商业用碱，也可为废碱、废碱液，厌氧消化单元采用中温消化，其特征在于：根据污泥泥质季节性变化特征，调控预处理单元和厌氧消化单元运行控制参数，即
20.当污泥有机物含量低于54％时，所述预处理单元若采用热水解压力控制为0.14～0.40mpa、温度控制为120℃～170℃、停留时间控制为30～60min，若采用加碱热水解压力控制为0.14～0.30mpa、温度控制为120℃～140℃、停留时间控制为15～60min、加碱量控制为0.02～0.08gnaoh/gvs；所述厌氧消化单元进泥含固率控制为12％～15％、消化时间控制为15～18d；
21.当污泥有机物含量54％-60％时，所述预处理单元若采用热水解压力控制为0.14
～0.4mpa、温度控制为120℃～170℃、停留时间控制为45～90min，若采用加碱热水解压力控制为0.14～0.30mpa、温度控制为120℃～140℃、停留时间控制为15～45min、加碱量控制为0.02～0.06gnaoh/gvs；所述厌氧消化单元进泥含固率控制为10％～12％、消化时间控制为18～20d；
22.当污泥有机物含量高于60％时，所述预处理单元若采用热水解压力控制为0.14～0.40mpa、温度控制为120℃～170℃、停留时间控制为60～90min，若采用加碱热水解压力控制为0.14～0.30mpa、温度控制为120℃～140℃、停留时间控制为15～45min、加碱量控制为0.01～0.04gnaoh/gvs；所述厌氧消化单元进泥含固率控制为10％～12％、消化时间控制为20～23d。
23.优选地，所述有机基质投料口投加餐厨垃圾、粪便、园林和农业废弃物等有机基质与污泥协同消化，有机基质和污泥的混合物料c/n控制为12～14，不能超过14。
24.优选地，所述有机基质投料口投加餐厨垃圾与污泥协同消化，餐厨垃圾不进行预处理，餐厨垃圾与污泥投配比按vs控制，二者vs比为2:3～4:3。
25.优选地，所述厌氧消化单元ph值控制为6.8～7.8，vfa/碱度(vfa以乙酸表示，碱度以caco3计)控制为0.01～0.08，orp控制为低于-400mv。
26.实施例1：
27.某城镇污水处理厂脱水污泥有机物含量为59.34～60％，c/n约7.3左右、ph为6.31～6.86，采用污泥单独厌氧消化时，进泥含水率、温度、消化时间控制为88～90％、35
±
0.5℃和19.8d，消化系统的有机物降解率、单位污泥产气量、去除单位有机物产气量分别为19.3～20.9％(均值为20.1％)、6.6～9.3(均值7.6m3/m3)、0.60～0.77(均值0.66m3/kgvs)；采用加碱热水解预处理，压力、温度、消解时间和碱投加量分别为0.14mpa、124℃、45min和0.04gnaoh/gvs，厌氧消化单元参数相同，消化系统的有机物降解率、单位污泥产气量、去除单位有机物产气量分别为23.8～26.3％(均值24.8％)、12.1～17.0(均值13.7m3/m3)、0.75～1.04(均值0.90m3/kgvs)，预处理后消化系统的有机物降解率、单位污泥产气量、去除单位有机物产气量平均分别提高23.4％、80.3％、36.4％。
28.实施例2：
29.某城镇污水处理厂污泥有机物含量为66.26～67.44％、c/n5.6，ph为6.01～6.77，采用污泥单独厌氧消化时，进泥含水率、温度、消化时间控制为、88～90％、35
±
0.5℃、20d，消化系统的有机物降解率、单位污泥产气量、去除单位有机物产气量分别为24.0～30.7％(均值27.6％)、10.03～12.2m3/m3(11.6m3/m3)、0.58～0.72m3/kgvs(均值0.66m3/kgvs)；采用加碱热水解预处理，压力、温度、消解时间、碱投加量分别为0.14mpa、124℃、40min、0.02gnaoh/gvs，厌氧消化单元参数相同，消化系统的有机物降解率、单位有机物产气量、去除单位有机物产气量分别为34.2～41.8％(均值37.6％)、16.0～19.2m3/m3(17.3m3/m3)、0.61～0.84m3/kgvs(均值0.73m3/kgvs)，预处理后消化系统的有机物降解率、单位污泥产气量、去除单位有机物产气量平均分别提高36.2％、49.1％、10.6％。
30.实施例3：
31.某城镇污水处理厂脱水污泥，采用加碱热水解预处理-高级厌氧消化系统对污泥进行处理，分别考察污泥预处理单独厌氧消化、污泥和餐厨垃圾混合预处理后协同厌氧消化、污泥单独预处理后与餐厨垃圾混合进行协同消化的处理性能。
32.脱水污泥泥饼ph为7.10～7.15、含水率为81.89％～82.02％、有机物含量为57.53％～57.60％、c/n为7.27～7.32，餐厨垃圾ph为5.60～6.60、含水率为84.03％～88.02％、有机物含量为86.22％～88.92％、c/n为22.12～23.10。
33.污泥预处理单独厌氧消化，加碱热水解预处理单元压力、温度、停留时间及碱投加量分别控制为0.14mpa、124℃、45min、0.02gnaoh/gvs，厌氧消化单元进泥含固率、温度、消化时间分别控制为10％左右、35
±
0.3℃、20d，消化系统的单位污泥产气量、去除单位有机物产气量、有机物降解率分别为13.7～16.9m3/m3(均值15.2m3/m3)、0.74～0.91m3/kgvs(均值0.79m3/kgvs)、29.2～33.7％(均值31.1％)。
34.污泥和餐厨垃圾混合后预处理，污泥与餐厨垃圾vs之比1:1，加碱热水解预处理单元压力、温度、停留时间、碱投加量分别控制为0.14mpa、124℃、45min、0.02gnaoh/gvs，厌氧消化单元进样含固率、温度、消化时间分别控制为10％左右、35
±
0.3℃、20d，消化系统的单位污泥产气量、去除单位有机物产气量、有机物降解率分别为41.3～52.44m3/m3(均值15.2m3/m3)、1.03～1.28m3/kgvs(均值0.79m3/kgvs)、47.7～51.2％(均值50.0％)。
35.污泥加碱热水解预处理后，与餐厨垃圾混合后进入厌氧消化系统，污泥与餐厨垃圾vs之比1:1，混合物料含固率为10％左右。在相同预处理单元和厌氧消化单元运行控制参数下，消化系统单位污泥产气量、去除单位有机物产气量、有机物降解率分别为41.3～55.9m3/m3(均值48.5m3/m3)、1.04～1.39m3/kgvs(均值1.18m3/kgvs)、52.9～57.6％(均值55.3％)。
36.以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非是本发明的限制性实施方式，凡本领域的技术人员在本发明的实质内容的基础上所进行的修饰或等效变形，均在本发明的技术范畴。