厌氧工艺的发展和新型厌氧反应器

第19彗第期环境科学1998年1月ENVI’RONM一ENTA—ISCIENCE7一厌氧工艺的发展和新型厌氧反应器三凯军(北京市环境保护科学研究院，北京100037)摘要颐氧技术发，重卉氧．匣应的发趋势．第三l盏≥颗粒膨胀床。韶，应器，厌氧内循环(Ic)反应器和厌氧升流式流化床(UFBBIoBED)原理和应用进行了详细的介绍井且对笔者在域市污求厌氧处理方面的实践也进行了介绍关麓词WangKaijun(BeijingMunicipalResearchAcademyofEnvironmentalProtection，Beijing100037)AbstractInthispaperthedevelopmentofanaerobictreatmentprocesseswerereviewed，thenewdevelopedvariousanaerobicreactorswasemphasized．Theprincipleandapplicationeasesofthesecondandthethirdgenerationanaerobicreactor，suchas，ExpandedGranularSludgeBedReactor(EGSB)，InternalCirculationAnaerobicReactor(IC)andBiobedUpIlowFluidizedBed(UFBBIOBED)reactorwereintroducedindetail．TheexperienceofusingEGSBreactorforsewagetreatmentbyAuthorwasalsodescribed．Keywordsanaerobictreatment，EGSB，IC．UFBBIoBED，UASB．1厌氧工艺的发展事实上厌氧消化工艺并不是一个新的工艺，人们早在一百多年前就开始采用厌氧工艺处理生活污水污泥．在1860年法国工程师Mouras采用厌氧方法处理经沉淀的固体物质’．1904年穗目的Imhoff将其发展成为Imhoff双层沉淀池(即腐化池)，这一工艺至今仍然在有效地利用]．在1910至1950年代，高效的、可加温和搅拌的消化池得到了发展，其比腐化池有明显的优势．Sehroep{er在5O年代开发了厌氧接触工艺0]，这些反应器可以称为第一代的厌氧反应器．厌氧微生物生长缓慢，世代时间长，足够长的停留时间是厌氧工艺成功的关键条件．很显然厌氧诮化池无法分离水力停留时间和污泥停留时间，这也是污泥消化池必须保持足够长的停留时间的原因之一．一般消化工艺在中温(3O35℃)停留时间为2O3Od．2第二代厌氧反应器高效率厌氧处理系统必须满足的条件之一是，能够保持大量的活性厌氧污泥．依照这一原则人们成功的开发了第二代厌氧反应器，倒如厌氧滤池(AF)、升流式厌氧污泥床反应器(UASB)和厌氧接触膜膨胀床反应器(AAFEB)等。‘．这些反应器的一个共同特点是可以将固体停留时间与水力停留时间相分离，其固体停留时间可以长达上百d．这使得厌氧处理高浓度污水的停留时间从过去的几d或*王凯军：男．37岁，博士，副研究员收稿日期1997—05—07维普资讯http://www.cqvip.com1期环境科学几十d缩短到几h或几d．在已经开发的这些高效厌氧处理系统中．UASB工艺被广泛应用在生产性的装置上．并且一般非常成功(见图1)．—图l世界范围内采用厌氧系统统计(到1997年3月有973个处理广)3第三代厌氧反应器3．1第三代厌氧反应器的特点高效厌氧处理系统需要满足的第2个条件．是使得进水和保持的污泥之间的良好接触．为此．人们首先应该确保在反应器布水的均匀性，因为这样才可以最大程度的避免短流．这一问题无疑涉及到布水系统的设计．同时可采用高的反应器设计或采用出水回流而获得高的搅拌强度．从另一方面讲．厌氧反应器混合可来源于进水的混合和产气的扰动这两方面．但是当进水无法采用高的水力和有机负荷的情况下，例如工艺在低温条件下只得采用低负荷时，由于在污泥床内的混合强度太低以致无法抵消短流效应，这种情况使UASB反应器的应用受到限翩．正是对于这一问题的研究导致了第三代厌氧反应器的开发和应用．3．2厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)反应器在荷兰Wageningen农业大学进行的关于厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)反应器研究引人注目，EGSB反应器实际上是改进的UASB反应器，其仅仅是在运行方式上与UASB不同，即其运行在高的上升流速下使颗粒污泥处于悬浮状态，从而保持了进水与污泥颗粒的充分接触．在荷兰已采用EGSB反应器对啤酒洗麦废水，酒精废水，牛奶废水和城市废水进行过充分的研究]．对上述废水一般的结论是EGSB反应器可以在12h的水力停留时间下取得传统UASB工艺需要8—12h所能得