随着污水处理厂污水处理量的增加，污泥产量也在与日俱增。作为一种污泥高效厌氧消化的新方法，THP-HSAD可显著提高单位容积产气量，但THP-HSAD 的相关研究还处于探索阶段。采用高固体浓度会给消化系统带来一系列的变化，如，盐结垢（结晶）现象明显、处理周期增加即搅拌与输送能耗的增加等。其中盐结垢（结晶）是THP-HSAD的一个关键问题，结晶（结垢）问题不但会导致更高的污泥管理成本、降低污泥处置中心运行稳定性，还会减少消化液中磷的回收潜力。基于上述论述，本研究拟基于 ―高安屯调研分析→minteq-BMP模拟→结晶热力学分析→结晶动力学分析‖的思路进行研究，以期能了解THP-HSAD系统种垢结晶的驱动机制，为THP-HSAD工程的设计和运行提供参考。 
     1、通过对高安屯污泥处理中心各处理阶段上清液阴阳离子分析，结合Minteq模拟，认为在污泥处理的各个阶段均有产生结晶或结垢的潜质，pH及有机物的存在对结晶结垢生成有明显影响，产酸降低、氨富集及CO2溶出等均会影响管道、构筑物及设备的结晶结垢；
      2、通过对高安屯污泥处理中心各处理阶段污泥样本进行检测，通过金属分级、XRD、XPS、SEM-EDS图谱分析，认为污泥中不存在或仅存在含量及粒径均较低的结晶结垢。
      3、通过质量衡算，分析了各阶段污泥及上清液中金属离子的总量，发现在厌氧消化阶段有明显的物质损失，Fe、Ca、Mg损失量分别为22.5%、22.7%及38.7%，通过BMP模拟分析厌氧消化过程，认为在物质损失主要是鸟粪石结垢结晶、羟基磷灰石结晶等导致的。 
     4、基于质量衡算结果，在消化池检测到了鸟粪石的存在，佐证了BMP的模拟结果，但并未检测到羟基磷灰石及蓝铁矿，推论羟基磷灰石不易在金属表面生成结垢，而蓝铁矿受Mg2+、Ca2+、Al3+、CO32-、S2-、与腐殖酸等干扰，生成可能性不大，Fe丢失可能是由于FeS沉淀所导致。
     5、为研究CO32-和Ca2+离子对鸟粪石结晶的影响，设置了86组热力学实验，通过minteq软件模拟，各组实验可生成struvite（鸟粪石）、Hydroxyapatite（羟基磷灰石）、Calcite（方解石）、Dolomite （白云石）及Magnesite（菱镁矿）等五种晶体，通过批式实验对模拟结果进行验证分析。以鸟粪石为例，在多数Ca浓度较高的实验中未模拟出鸟粪石的生成，但通过批式实验及SEM-EDS分析可以发现，绝大多数的批式实验中发现了鸟粪石的存在，EDS的分析结果也支持了这一发现。针对这一现象，最大的可能是minteq在模拟过程中过度强调了HAP的生成能，而忽略了碳酸根的影响作用。 
     6、在86组批式实验的基础上，设置了28组实验，意在探讨极限情况下，CO32-对Mg/Ca的影响。发现在高浓度氨氮存在的条件下，Ca2+离子的去除率与CO32-浓度及其相关，说明Ca2+对PO43-竞争性较弱，Ca2+离子是通过与CO32-反应而去除的，Ca2+离子对而Mg2+对PO43-竞争性较强，在CO32-浓度较低时，Mg2+离子的去除率也保持在较高的趋势。这说明氨氮浓度是在钙离子存在下增强鸟粪石沉淀的决定因素。 
      7、在本研究中，通过恒定组成实验，分别在腐植酸、海藻酸和蛋白质存在的条件下，采用了过程监测图来准确地区分和量化鸟粪石结晶过程中成核和晶体生长阶段。
      8、腐植酸可以显着延长成核时间、降低成核速率并适度降低鸟粪石的晶体生长速率，这归因于水溶液中Mg2+和腐殖酸钠之间形成的复合物以及腐植酸在鸟粪石晶体生长活性位点上的吸附。吸附机理归因于酰胺部分的形成，Mg2+与腐植酸和磷酸酯的羧基形成的络合物。 
      9、海藻酸可以显着延长成核时间、降低成核速率并降低鸟粪石的晶体生长速率，减小了鸟粪石晶体的平均粒径，这归因于海藻酸的羧基与鸟粪石晶体表面的Mg2+发生表面络合作用，或与表面H2O和PO34-发生氢键作用。 
      10、蛋白质可以轻微增加成核时间、显著提高鸟粪石成核速率和的晶体生长速率，减小了鸟粪石晶体的平均粒径，这可能是蛋白质的水化中和了中性离子浓度降低，另一方面可能与磷酸-氨-镁等结合，形成晶核，这就增加了成核速率和生长速率，而鸟粪石表面Mg2+与蛋白质的-COOH形成了络合物以及蛋白质阴离子能与鸟粪石表面的POH或P=O基团存在氢键作用可能是吸附的主要原因。