厌氧消化是一种传统的污泥处理方法，其中，水解过程是限速步骤. 采用适当的预处理可以在较短的时间内将污泥水解，提高污泥厌氧消化效率. 近年来，污泥热碱联合处理法在污泥预处理中得到研究者的广泛关注. 在热碱处理中，碱可以减弱微生物细胞壁对高温的抵抗力，使细胞受热时更容易破裂，从而释放出大量的有机物(如蛋白质、 碳水化合物等). 该方法具有操作简单、 处理时间短等优点，并且能获得比单独碱处理或热处理更好的溶出效果. 研究表明，当热碱处理温度为170℃、 pH值为12时，污泥中SCOD释放量比未经处理污泥增加83%，随后将此污泥进行厌氧消化发现其甲烷产量比未处理污泥提高54%. 在热碱处理过程中污泥的性质会发生改变，以有利于后续的污泥处理. 研究表明，在热碱处理过程中对污泥特性影响较大的因素有温度(20~210℃)、 pH值(7~12.5)、 处理时间(0~60 min)、 污泥浓度(10~40 g ˙L-1)、 加热方式(间接热交换、 直接加热等)、 加碱种类[NaOH、 Ca(OH)2等].
然而，目前污泥热碱处理的研究大多仅限于各单因素(如温度、 pH值等)和双因素(如温度-pH、 温度-时间、 pH-时间等)，缺乏多种因素的综合影响研究. 为了考察热碱处理过程中各因素同时作用对污泥特性的综合影响，本研究采用正交试验同时考察不同污泥浓度、 pH、 温度和处理时间的组合条件对污泥特性的影响，并找出热碱处理的最优组合条件.
1 材料与方法
1.1 污泥
试验用泥为北京市某污水处理厂的剩余污泥，该污水处理厂采用活性污泥法处理城市污水. 自二沉池取得污泥后，采用40目筛网过筛，去除污泥中的大颗粒物，重力沉降将污泥浓缩到一定浓度，去上清液后使用. 污泥特性如下：pH 6.9±0.1，总化学需氧量(TCOD)(10 260±120)mg ˙L-1，SCOD(75±20)mg ˙L-1，总悬浮性固体(SS)(14.3±0.2)g ˙L-1，挥发性悬浮性固体(VSS)(9.6±0.2)g ˙L-1. 1.2 正交试验 1.2.1 正交试验设计
选择污泥浓度、 pH、 温度和处理时间4个因素，并取4个水平进行热碱处理正交试验，选择L9(45)正交表，正交试验设计表如表 1所示.
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