塔尔萨城市公用管理局（TMUA）为俄克拉何马州大塔尔萨地区提供水和废水服务。废水处理系统包括四个工厂，其中两个水厂：北区（42.6mgd）和南区（42mgd）水厂，提供系统中大部分的处理能力。新的废水总体规划中确定北区污水处理厂(WWTP)的消化池必须加以改善，而工程公司HDR，Inc.应邀负责这项工作。
浓缩后的废物活性污泥和初级污泥目前是用中温的厌氧法加以消化，并且在用于农业用地之前，要在污泥塘里储存长达六个月之久。北区污水处理厂配备有4个厌氧消化池，其中两个无法使用，剩下的两个消化池勉强能维持工厂目前的污水流量（大约是工厂液体处理总能力的65％）下符合B类污泥标准。
一项HDR报告对工厂的记录，操作程序和未来的污泥产生量进行了评估，并建议进行改进，以确保工厂目前处理能力可以稳定在42.6mgd，并可应付将来扩建后工厂废水处理能力达到48mgd时的污泥量。除了提供处理固体物的能力，塔尔萨城市公用管理局还设定了一个目标，就是这个项目应当考虑到可预期的法规要求和未来法规的趋势。
法规和趋势
目前，美国环保局依联邦法规503部分规定，根据病原菌的潜在水平把生物固体分为两类：A级（最严格）和B级。一般来说，不把B类生物固体视为无病原菌，并且要遵循限制性标准进行处置。但是，由环保局定义的A级生物固体的应用则不受限制。因此，相比级别较低的处理工艺，生产A级生物固体能为土地应用或其它用途提供更多的机会。
由于不断增长的公众压力，及2002年国家研究理事会报告建议修改503条例，预计环保局在下一次修改503条例时将会更改对病原体的要求。
固体物质稳定化的选项
恢复和重新启用1号和2号消化池是在解决消化池能力问题上具有明显效果的短期解决办法。这将提高处理能力，使B类生物固体能够在目前的负荷率下可靠地生产。但是，随着废水流量的增加，将需要更高的消化池处理能力。
除了符合目前的监管标准，报告还试图确定如何逐步实施生产A级生物固体的工艺，使得用于目前这个项目的投资不会因为未来塔尔萨决定，或被迫升级到A级而被浪费掉。
许多A级处理方案（例如石灰稳定化、堆肥、热干燥、高温有氧消化）由于其高额的运行成本和与现有的基础设施不匹配，或是塔尔萨城市公用管理局的偏好，在筛选的过程中被淘汰。只有不改变现有的脱水、储存和土地应用方法的工艺方可纳入考虑。
可以进一步考虑选择以下工艺过程：
- 巴氏杀菌法后紧接着中温、厌氧消化（A级）；
- 分批操作的高温厌氧消化/温度分段厌氧消化（TPAD）（A级）；
- 分批操作的两段式高温厌氧消化(TAD)(A级)；和
巴氏杀菌法工艺
巴氏杀菌法工艺是把污泥加热到158°F度并维持这个温度30分钟以上，藉以减少病原体。这是通过使用热交换器和储存罐，或管道来实现在158°F温度下滞留30分钟以上。所有用这种方法处理过的生物固体颗粒必须遵循环保局制定的时间-温度工艺制度，这意味着必须采用分批式处理或真正的塞式推进流处理。流程的停滞时间等于或高于时间-温度曲线的混合连续流程工艺不能被接受。
巴氏杀菌工艺后要进行中温消化，以破坏挥发性固体和降低带菌体的吸力，但是B级要求的15天的保持时间已不再需要。然而，塔尔萨的设计中还是提供了15天的保持时间，除非消化池停止服务。负载率表明，按照计划的最终产能目标，将需要一个巴氏杀菌系统和一个新的消化池。
高温厌氧消化
有两种高温和中温消化相结合的工艺方法可以考虑。由于503条例要求所有欲分类为A级生物固体的污泥颗粒都必须符合时间-温度曲线的相关规定，因此任何高温消化/温度分段厌氧消化工艺必须以分批模式操作，而且在131°F的温度下，要求最低维持24小时。
另一替代方案是必须进行广泛的抽样以证明符合A级标准。塔尔萨城市公用管理局以前曾在另一个污水处理厂试验过一个高温消化工艺的抽样项目，后来放弃了。因此，只有分批操作高温/温度分段厌氧消化的方法会予以考虑。
分批高温消化池里必须保持最低温度以取得503条例规定的A级资格。这将需要比较保守地热交换系统设计，而且这个热交换系统必须维持消化池内的温度变化幅度不能太大，以避免过热。人们发现，当温度超过144°F左右时，高温消化工艺就会失败。
这种分批处理的标准带来了在操作以及基础设施方面的问题。现有的消化池操作将需要一个复杂的填水和排水序列。此外，在分批处理模式中，污泥转移管道，水泵和热交换器将必须大到足以排放和填满消化池。
两段式高温厌氧消化
两段式高温厌氧消化将要求北区污水处理厂的所有厌氧消化池在高温温度下操作。病原体再生和工厂臭气是两个在概念化设计过程中所指出的问题。病原体再生的可能性是使用巴氏杀菌后不加中温消化或不经高温处理的情况下一直都存在的问题。
因为经过高温消化的固体含有高得多的可溶性有机物和略高的氨，使用这种工艺的工厂和最终的生物固体产品可能会有臭气。这种分批操作工艺也对现有的操作流程和基础设施造成相当大的挑战。
B级厌氧、中温消化
这种方法将延续目前北区污水处理厂所使用的工艺。固体负荷预测表明，为了提供15天的滞留时间，必须要建造两个新的消化池。计划设计的工厂最终载荷为48.6 mgd。
推荐巴氏杀菌法
HDR报告审查了每种方案为期20年寿命周期的净现值成本，巴氏杀菌法和B级方法在净现值（NPW）分析上大致相当。高温厌氧消化/温度分段厌氧消化和两段式高温厌氧消化方法要远高于巴氏杀菌/B类的净现值。因此，HDR推荐通过巴氏杀菌来满足A级标准。
