两级厌氧消化工艺由两个消化池串联运行，生污泥首先进入一级消化池，然后再重力排入二级消化池。

一级消化池 中 应 设置 搅拌 和 加热 以及 集气设备 ，污泥温度应保持 33～38℃ ， 宜 有防止 浮渣结壳和排出上清液 的措施，污泥中的 有机物分解主要在一级消化池中完成 （90%） 。

二级消化池 可不设搅拌和加 热，而是利用一级消化池排出污泥 余热继续消化 ，二级消化池 应 设置 集气和排出上清液的管道，并有防止浮渣结壳的措施 。

8.3.5 单级厌氧消化池（或多级厌氧消化池中的第一级） 污泥 应加热并搅拌 ， 宜 有 防止浮渣结壳和排出上清液的措施 。采用 多级厌氧消化 时，各级厌氧消化池的容积比应根据其运行操作方式，通过技术经济比较确定； 二级及以上厌氧消化池可不加热、不搅拌，但应有防止浮渣结壳和排出上清液的措施 。

两级消化作用： 两级消化工艺比一级消化工艺的 总耗热量少 ，并 减少了搅拌能耗、降低了熟污泥的含水率和上清液的固体含量 。在 不延长总消化时间的前提下 ，两级中温厌氧消化对有机固体的 分解率并无提高 。 不加大容积→分解率不提高

一般由于第二级的静置沉降和不加热， 一方面提高了出池污泥的浓度，减少污泥脱水的规模和投资 ；另一方面提高了产气量，减少运行费用。 时间不变，产气量不提高；时间加长，产气量才提高。

在传统消化中， 产甲烷阶段 是整个厌氧消化的控制阶段， 产酸细菌 和产甲烷细菌在同一个反应器中并存，由于这 两种微生物在生理学、营养需求、生长速率及对周围环境的敏感程度等方面存在较大的差异 ，因此，控制两类菌群之间的平衡，使厌氧消化过程稳定运行总存在一定的问题；从生物化学角度看， 产酸相 主要是水解、产酸， 产甲烷相 主要是产氢产乙酸和产甲烷 。从微生物学角度看，产酸相一般仅存在产酸发酵细菌，而产甲烷相虽然主要存在产甲烷细菌，但也不同程度地存在产酸发酵细菌。

两相厌氧消化工艺： 使酸化和甲烷化两个阶段分别在两个串联的反应器中进行，使产酸菌和产甲烷菌各自在最佳环境条件下生长 ，这样 ①不仅有利于充分发挥其各自的活性 ，而且 ②提高了处理效果 ，达到了 ③提高容积负荷率 ， ④减少反应器容积 ， ⑤增加运行稳定性 的目的。

两相厌氧消化工艺优点：

① 可以提高产甲烷相反应器中污泥的产甲烷活性 ：进入产甲烷相反应器的废水是经过产酸相反应器预处理过的出水，其中的 有机物主要是有机酸，而且主要以乙酸和丁酸等为主 ，这样的一些有机物为产甲烷相反应器中的产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌提供了 良好的基质 。同时由于相的分离，可以将产甲烷相反应器的运行条件控制在更适宜于产甲烷细菌生长的环境条件下，因此可以使得产甲烷相反应器中的产甲烷细菌活性得到明显提高；

② 可以提高整个处理系统的稳定性和处理效果 ：实现相的分离后，在产酸相反应器中，由于发酵产酸过程而产生的大量的氢不会进入到后续产甲烷相反应器中，整个系统的稳定性提高了。同时，产酸相还能有效地去除某些毒性物质、抑制性物质或改变某些难降解有机物的结构，减少这些物质对产甲烷相反应器中产甲烷细菌的不利影响或提高其可生物降解性，有利于产甲烷相的运行，提高了整个系统的运行效果和处理能力。

氢的增加抑制酸分解，PH↑，影响甲烷菌。

1）物理化学法： 选择性地促进 产酸细菌在产酸相反应器中的生长，而在一定程度上抑制产甲烷细菌的生长 ，或者是 选择性地促进 产甲烷细菌在产甲烷相反应器中生长，从而实现产酸细菌和产甲烷细菌的分离。

    （1）在 产酸相反应器中 投加产 甲烷细菌的选择性抑制剂（如氯仿和四氯化碳等） 来抑制产甲烷细菌的生长；

    （2） 向产酸相反应器中供给一定量的氧气 ，调整反应器内的氧化还原电位，利用产甲烷细菌对溶解氧和氧化还原电位比较敏感的特点来抑制其在产酸相反应器中的生长；

    （3）调 整产酸相反应器的pH值 在较低水平（如5.5～6.5），利用产甲烷细菌要求中性偏碱（6.6～7.4）的pH值的特点，来保证在产酸相反应器中产酸细菌能占优势，而产甲烷细菌则会受抑制；

    （4） 有机酸的选择性半透膜 ，使产酸相反应器出水中的多种有机物只有有机酸才能进入后续的产甲烷相反应器，从而实现产酸相和产甲烷相分离。

2）动力学控制法： 由于产酸细菌和产甲烷细菌在生长速率上存在很大的差异，一般来说， 产酸细菌的生长速率很快，其世代时间较短，一般在10～30min的范围内；而产甲烷细菌的生长很缓慢，其世代时间相当长，一般在4～6d 。因此，在产酸相反应器中控制其水力停留时间在一个较短的范围内，可以使世代时间较长的产甲烷细菌被“冲出”，从而保证在产酸相反应器中选择性地培养出以产酸发酵细菌为主的菌群，而在后续的产甲烷相反应器中则控制相对较长的水力停留时间，使得产甲烷细菌在其中能存留下来。同时由于产甲烷相反应器的进水完全来自于产酸相反应器的含有很高比例有机酸的废水，保证了在产甲烷相反应器中产甲烷细菌的生长，最终实现相的分离。 本质是控制两项中的水力停留时间 。 将产酸相反应器控制在4d以内

3）最常用方法： 动力学控制法（控制水力停留时间）与物理化学法中调控产酸相反应器pH值相结合 的方法，即 通过将产酸相反应器的pH值调控在偏酸性的范围内（5.0～6.5），同时又将其水力停留时间调控在相对较短的范围内6～24h 。（对于可溶性易降解的有机废水，一般仅为0.5～1.0h）。

产酸相的水力停留时间远小于产甲烷相，通常是产甲烷相的1/3（体积比，停留时间比）

注意：实际上不管什么方法，都只能在一定程度上实现相的分离，而不可能实现相的绝对分离。

①主要用于处理易降解的、含低悬浮物有机工业废水的两相厌氧工艺流程。 如下图所示。其中的产酸相反应器一般可以是完全混合式的CSTR，或者是UASB、上流式厌氧滤池等不同形式的厌氧反应器，产甲烷相反应器则主要是UASB反应器，也可以是上流式厌氧滤池等。

②主要用于处理难降解、含高浓度悬浮物的有机废水或有机污泥的两相厌氧工艺流程，如下图所示。 其中的产酸相和产甲烷相反应器采用完全混合式的CSTR反应器，产甲烷相反应器的出水是否回流则需要根据实际运行的情况而定。

②主要用于处理难降解、含高浓度悬浮物的有机废水或有机污泥的两相厌氧工艺流程，如下图所示。 其中的产酸相和产甲烷相反应器采用完全混合式的CSTR反应器，产甲烷相反应器的出水是否回流则需要根据实际运行的情况而定。

③主要用于处理固体含量很高的农业有机废弃物或城市有机垃圾的两相厌氧工艺流程，如下图所示。 其中的产酸相反应器主要采用浸出床反应器，而产甲烷相反应器则采用UASB、CSTR、上流式厌氧滤池等反应器，产甲烷相反应器的部分出水回流到产酸相反应器，以提高产酸相反应器的运行效果。