污泥好氧消化一般有三种工艺：CAD、A/AD、ATAD。
’⑴CAD工艺
传统的好氧消化工艺（ConventionalAerobicDigestion,CAD)的构造及设备与传统活性污泥法相似，但污泥停留时间很长，其常用的工艺流程主要有连续进泥和间歇进泥两种，如图8-3所示。
泥法相似。规模较小污水处理厂的好氧
消化池，可采用间歇进泥，定期的进泥和排泥，通常每天一次。
影响CAD运行的因素有以下几个方面：
①温度温度对好氧消化的影响很大，温度高时，微生物代谢活性强，
减速率较大，达到要求的有机物VSS去除率所需的SRT短.当温度降低时，
污泥稳定处理的目的，则要延长污泥停留时间。'
温度对反应速率的影响可用公式表示：
kz/k\=d(T2—T\)
式中h，kz——温度、T2时的反应速率；
Ti,T2——温度，°C;
9——温度系数，0=1.058。
②停留时间SRTVSS的去除率随着SRT的增大而提高，.但是相应地处理后剩余物中的惰性成分也不断增加，当SRT增大到某一个特定值，即使再增大SRT，VSS的去除率也不会再明显提高。对活性污泥比耗氧速率（SOUR)也存在着相似的规律，SOUR随SRT的增大而逐渐下降，当SRT增大到某一个特定值，即使再增大 sRT, sOUR也不会有明显下降。这一特定的点与进泥的性质、可生杨降解性及温度有较大关系，一般温度为20°C时，SRT为25～30d。
③pH值污泥好氧消化的速率在pH值接近中性时大，当pH值较低时，微生物的新陈代谢受到抑制，有机物的去除率随之降低。在CAD工艺中，会发生硝化反应，消耗碱度.引起pH值下降至4.q#～5.q#。因此大部分的CAD工艺中都要添加化学药剂，如石灰等来调节pH值。
④曝气与搅拌在好氧消化中.确定恰当的曝气量是很重要的。一方面要为微生物好氧消化提供充足的氧源（消化池内DO浓度大于2.0mg/L)，同时满足搅拌混合的要求，使污泥处于悬浮状态。另一方面.若曝气量过大会增加运行费用。好氧消化可采用鼓风曝气和机械曝气，在寒冷地区采用淹没式的空气扩散装置有助于保温，而在气候温暖的地区可采用机械曝气。当氧的传输效率太低或搅拌不充分时，会出现泡沫问题。
⑤污泥类型CAD消化池内污泥停留时间与污泥的来源有关。一般认为，CAD适用于处理剩余污泥，而对初沉污泥，则需要更长的停留时间。这是因为
初沉池污泥以可降解颗粒有机物为主。微生物首先要氧化分解这部分有机物，合成新的细胞物质，只有当有机物不足时，才会消耗自身物质，进人内源呼吸阶段。
CAD工艺具有运行简单、管理方便、基建费用低等优点。但由于需长时间连续曝气，运行费用较高。受气温影响较大，在低温时处理效果变差，而且对病原菌的灭活能力较低。另外.CAD工艺中会发生硝化反应，一方面消耗碱度，引起pH值下降，另一方面因硝化反应耗氧，而致使供氧的动力费用提高。这就促使人们对传统好氧消化工艺进行改造，提出了缺氧/好氧消化工艺（A/AD)。
(2)A/AD工艺
缺氧/好氧消化工艺（Anoxic/aerobicDigestion,A/AD)即在CAD工艺的前端加一段缺氧区.使污泥在该段发生反硝化反应，其产生的碱度可补偿硝化反应中所消
耗的碱度，所以不必另行投碱就可使pH值保持在7左右。A/AD工艺需氧量比CAD工艺要少。
工艺
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优点
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缺点
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提供pH控制
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工艺较新，运行经验少
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缺氧好氧消化（A/AD)
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其他同CAD
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动力费用仍较高其他同CAD
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SRT短、反应器体积小
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机械设备复杂
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抑制硝化作用，需氧量相对少
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泡沫问题
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ATAD
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没有pH值下降
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新工艺，经验少
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对病原菌的杀灭效果好
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动力费仍旧相当高
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比CAD、A/AD能耗低
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需增加浓缩工序
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脱水性能可能优于CAD及A/AD
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进泥中应含有足够的HJ•降解固体
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图8-4中介绍了A/AD工艺的三种常见的流程图。其中，I工艺可实现对间歇进泥的CAD工艺的改造，通过间歇曝气产生好氧和缺氧期，并要在缺氧期加搅拌设备而使污泥处于悬浮状态，促使污泥发生充分的反硝化。n工艺、ffl工艺是将缺氧区和好氧区分建在两个池子里，而且两工艺都需要硝化液回流，以提供反硝化所需的硝酸盐。
A/AD消化池内污泥浓度及污泥停留时间等都与CAD工艺相似。CAD和A/AD工艺的主要缺点是供氧的动力费较高、污泥停留时间较长，特别是对病原菌的去除率低。’将温度提髙到高温范围（43～70°C)会大大提高对病原菌的去除，由此而开发了高温好氧消化工艺。
.(3)ATAD工艺
自热高温好氧消化工艺（AutoheatedThermophilicAerobicDigestion,ATAD)利用有机物好氧氧化所释放的代谢热，达到并维持高温，而不需要外加热源。由于采用较高的温度，消化时间大大缩短（约6d)，高温好氧消化具有较高的悬浮固体去除率，并且能达到杀灰病原菌的目的，见图8-5。
图8-5ATAD工艺流程
达到自热高温好氧消化通常需要以下三个条件：
①进泥首先要经过浓缩，MLSS浓度达40000～60000mg/L(或VSS浓度少为25000mg/L)，这样才能产生足够的热量。
②反应器要加盖，采用封闭的反应器，同时反应器外壁还要采取绝热措施，以减少热传导的热损失。
③采用高效氧转移设备减少蒸发热损失，有时甚至采用纯氧曝气。
为防止短流并尽量杀灭病原菌，典型的ATAD系统一般采用间歇（分批）操作，至少两个反应器串联运行。第一段温度通常为45°C左右，一般不超过55°C。第二段温度通常为50～60°C，一般不超过70°C。
ATAD工艺的影响因素有以下几个方面：
①进泥的要求进入ATAD的污泥均应先进行浓缩，一方面可以减少消化反应器的体积.降低搅拌和曝气的能耗。另一方面可以提供足够的热量，’使反应器温度达到高温范围。一般污泥经过重力浓缩即可满足要求。污泥负荷为F/M=0_1～0.15kgBODs/(kgMLVSS.d)的污泥适合用ATAD法处理。
②曝气和搅拌ATAD采用高效率的曝气系统，氧转移率一般大于15%，这样不仅可以减少能量消耗，还可降低因供氧造成的热能损失。在ATAD中由于进泥的浓度相当髙，再加上高温的作用，一般会有泡沫产生，有时甚至相当严重。因此在ATAD设备中应提供相应的泡沫控制设备。
③pH值在ATAD中，由于高温抑制了硝化细菌的生长繁殖，硝化作用一般不会发生，因此需氧量会比CAD大大降低，同时在CAD中由于硝化作用而使pH值降低的问题也得到了解决，实际上，在ATAD中pH值通常可以达到7.‘2～8.0。而pH值的提高也会相应地提高对病原菌的灭活。
ATAD法能加快生物反应速率，使需要的消化池容积缩小；能杀灭大部分的病原细菌、病毒和寄生虫；同时由于高温抑制了硝化作用，大大减少了氧的需求。这些优点使得ATAD在北美和欧洲的一些小型污水厂被广泛采用。
20世纪80年代以后，人们又开发了一种两段消化工艺将自热高温好氧消化工g艺与中温厌氧消化工艺相结合，即以一个一段的高负荷ATAD系统对污泥进行预处理后再进人中温厌氧反应器。工艺流程如图8-6所示。
各污泥好氧消化工艺的比较及应用如表8-7所示。
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