厌氧反应器在国内外的进展研究_郑隆举

2007.NO.6.ISSN1672-9064CN35-1272/TK能源与环境随着国内外经济的迅速发展,环境恶化也随之出现。温室效应、垃圾围城等问题正在深刻地影响着人们的社会生活。在众多的环境问题中,水体污染和水资源短缺将是今后相当长一段时间内全球最严重的问题之一。厌氧处理技术由于能耗低,污泥产量少,又可回收沼气而成为国内外普遍关注的节能污水处理技术,在国内外具有广阔的应用前景。厌氧工艺的出现要早于好氧工艺,但由于早期人们对厌氧反应原理的错误理解(认为厌氧反应处理速度慢),很长一段时间研究的重点都集中在好氧工艺上,这就导致了污水厌氧处理技术几十年停滞不前,同时,各种好氧工艺(氧化沟,AB,A2/O,SBR等)广泛应用于处理城市污水和工业废水中。随着好氧处理污水工艺的广泛应用,人们逐渐发现好氧处理污水时存在动力能耗大、产生大量难以处理的剩余污泥、处理高浓度污水时效果差等问题。于是,人们重新认识厌氧工艺,并对其原理进行透彻研究,为一直存在运行和污泥处置难题的好氧工艺找到了一个可行的替代工艺。1厌氧反应器的发展状况厌氧生物技术是利用厌氧微生物的代谢特性分解有机污染物,在不需要提供外源能量的条件下,以被还原有机物作为受氢体,同时产生有能源价值的甲烷气体的一种处理技术。厌氧生物处理过程的实质是一系列复杂的生物化学反应,其过程包括水解酸化、产乙酸和产甲烷阶段,各阶段都由特定的生物菌群完成。其中的底物、各类中间产物以及各种微生物菌群之间的相互作用,形成一个复杂的微生物生态系统[1]。各类微生物的平稳生长、物质和能量流动的高效顺畅是维持厌氧过程稳定的必要条件。如何培养和协调相关各类微生物的平衡生长,最大程度地发挥其中的微生物代谢活性,并拓宽适用范围,是厌氧反应器开发和发展的基本思想和工作目标。处理污水的厌氧反应器的发展经历了3个阶段:第1阶段的代表反应器是化粪池,其沉淀过程与厌氧发酵过程同时进行,厌氧菌浓度低,细菌与有机污染物接触差,处理效果差;第2阶段发展了以提高微生物浓度和停留时间、缩短液体停留时间为目的的反应器,如厌氧生物滤池(AF)、厌氧流化床(AFB)、上流式厌氧污泥床(UASB)等,其中以UASB的发展最引人注目,但是它也存在一些问题,当进水有机物浓度低、产气量小时,有机污染物与厌氧菌之间的传质效果不佳;第3阶段发展的厌氧反应器主要是为了解决UASB的传质问题,拓展处理水质,扩大其水力负荷和有机负荷的适用范围而开发的。国外目前研究应用比较多的有:厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)、厌氧内循环反应器(IC)与厌氧膜生物系统(AMBS)等。1.1化粪池(SepticTanks)1860年法国人LouisMouras将简易沉淀池改进为污水处理构筑物。1895年英国的Cameron创造了一种类似Mouras自动净化器的构筑物,被命名为化粪池[2]。化粪池是较早发明的厌氧反应器,也是目前最常用的污水原地处理预处理系统。它可以单独或者与其他工艺组合起来处理污水。典型的化粪池可以去除污水中可沉性固体、油脂等,去除率可以达到60%～80%,BOD去除率可以达到30%～50%。该工艺具有结构简单,建造与运行成本低,耐冲击负荷能力非常强等优点,但是由于污水在池内的停留时间较短、温度较低(不加温条件下,与气温接近)、污水与厌氧微生物的接触也较差,因而化粪池的主要功能是预处理作用,即仅对生活污水中的悬浮固体加以截留并消化,而对溶解性和胶态的有机物的去除率则很低,远不能达到城市污水排放的相关标准。1.2厌氧生物滤池(AnaerobicFilter)20世纪60年代末,Young和McCarty发明了基于微生物固定化原理的高效厌氧反应器[3]———厌氧生物滤池(AF)。它是采用填料作为微生物载体的一种高速厌氧反应器。填料改善郑隆举李德生(兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070)摘要厌氧生物处理技术利用厌氧微生物降解和去除污水中的有机物,具有无需曝气,动力能源消耗低,剩余污泥产量小,可以产生生物能等优点,在国内外具有广阔的应用前景。回顾厌氧技术的发展,着重介绍厌氧反应器的发展趋势和应用现状。关键词厌氧反应器污水处理可持续发展中图分类号:X703.3文献标识码:A文章编号:1672-9064(2007)06-0089-03作者简介:郑隆举(1972～),女,甘肃兰州人,硕士研究生,工程师,研究方向:水污染控制。厌氧反应器在国内外的进展研究环保技术892007.NO.6.ISSN1672-9064CN35-1272/TK能源与环境环保技术了微生物的生存环境,提高了微生物的浓度,因此反应器的效率比较高。根据水的流向分,厌氧滤池有上流式和下流式两种。上流式滤膜形成较快,容积负荷比较高,但是容易堵塞,需要定期的反冲洗;而下流式则膜的形成比较慢,容积负荷也比较低