污泥好氧消化的原理

污泥好氧消化的基本原理是使微生物处于内源呼吸阶段，以自身生物体作为代谢底物来获得能量和进行再合成，实际上是活性污泥法的继续。好氧氧化分解过程是一个放热反应，因此在工艺运行中会产生并释放出热量。由于代谢过程存在物质和能量的散失，细胞物质被分解的量远大于合成的量，通过强化这一过程达到污泥减量化的目的。在理论上，尽管厌氧消化反应已经终止，仅有75%～80%的细胞组织发生氧化，剩余的20%～25%的细胞组织包括不可生物降解有机物和惰性物质。经过消化反应以后，剩余产物的能量水平极低，因此在生物学上相对稳定，适用于污泥各种最终处置途径。

污泥的好氧消化过程包括如下2个步骤：a.可生物降解有机物氧化合成为细胞物质；b.细胞物质的进一步氧化。其过程可用式（1）和式（2）表示为：

随着有机物氧化的继续，底物供应受到限制，微生物进入衰亡期，好氧速率也随之下降。当供应的底物耗尽时，将迫使微生物依靠内部贮存的能源，于是微生物进入内源代谢和内源呼吸阶段。如式（1）所示，液相有机物通过氧化生成细胞物质。如式（2）所示，是一个典型的内源呼吸过程，细胞物质进一步消化氧化成稳定化生物固体，是好氧消化系统的主要反应。

好氧消化过程需要将反应维持在内源呼吸阶段，因此此工艺适用于剩余污泥的稳定。由于初沉池污泥中含有少量的细胞物质，因此混合污泥的处理将会包括反应（1）的转化过程，初沉池污泥中的颗粒物质和有机物是活性污泥中微生物的食物来源，导致曝气池中具有较高的底物与微生物量，因此需要较长的停留时间以进行细胞代谢和生长反应，之后再进入内源呼吸阶段。

若以C5H7NO2代表微生物细胞物质，好氧消化过程的化学计量学可由式（3）和式（4）表示：