国际厌氧消化研究动态_钱泽澍

1989年5月中国China沼气Biogas第7卷第2期国际厌氧消化研究动态钱泽封(浙江农业大学)厌氧消化技术对处理有机废物、废水、抉取能源、保护环境、防_!仁生态的恶化及资原的回收和利用均具有重要意义.近年来国外对厌氧消化技术的研究和开发利用}J趋重既.由于传统的好氧处理有机废水消耗大量均能源,从而促进了厌氧消化技术处理有机麦物和废水的研究.先进的厌氧技术已在生六上应用,并发挥了作少卜!.现综述该领域的研究和应用,洪我国从事厌氧消化技术的科技工作者参考。采用先进的厌氧消化工艺处理有机废水在国际上对高浓度和悬浮固体含量高的有机废水,女门酒精、丙酮丁醇发酵废醒等先行固掖分离,固体物残渣采用全混合式产酸反应器,在36一38℃将其水解产酸,产酸24小时以乙酸为主,此时pH为4一5;酸化二天则以丁酸为主;产酸类型影响沼气中甲烷含量,以乙酸为主!讨甲烷含童达加孙,以丁酸为主时甲烷含量为60%。固液分离液和酸液进入高效的厌氧消化器,其工艺路线即二步发酵,产酸槽和厌氧消化器串联.目前采用高效厌氧消化器最普遍的为厌氧滤器(AF)和上流式厌氧污泥床反应器(UASB),而且有倾向采)!」乙者结合的组·含式(UASB+人F)反应器发挥土流式仄氧污泥床反应器底部活}生生物巧泥和i砰i化、夜分)灵的特性,同时为了防止活性污泥的流失而在UASB反应器上部没置装有填料的滤器取代了原UASB的过、、固、液的三相分离器,发挥了二者的长处,弥补了二者的缺点使反应器发挥更大的效能.UASB反应器作为活性污泥的凝絮和重力沉淀,滤器依靠载体表面吸附生物活性污泥,使高效消化器具有高的比污泥活性和一长的污泥停留时间,这样结合的每立方消化器可持留80一10okg的生物质污泥,粗略统计Ikg活性污泥每天可产生Zm“沼气,因此转化速率可达1。。kg可溶性有机质/m”·天;而常规消化器转化率仅为2一skgCOD/m。·天。在我国江苏省泅洪县双沟酒厂和石家庄市华北制药厂引进澳大利亚的厌氧消化器,其所以效率较高,就是采用了UASB和AF二者组合的结构装置,延长流程即停留时间;上海市金山酒厂的沼气工程的消化器结构也采用了类似二者相结合的装置.在单独采用装有填料的厌氧滤器或固定床反应器中,填料物质有聚丙烯环或聚氨基甲酸酷塑料环和聚脉乙烯塑料片和塑料吊丝等,在我国还采用独特的竹片编织的空心球作为填料,其效能较理想.在这类反应器中污水的流向有上流式或下流式二种工艺.在采用上流式的固定床反应器内,由于持留生物活性污泥的效率高,尤其在消化器的底部去除COD的能力最强,但因上流式反应器内流相纵向混合作用较差,在进水区易引起酸浓度升高而导致工艺失少文,因此采用出水回流以避免反应器进水盈酸的累积,一般进料COD稀释至1000019J/左右,反应器底部的pH值和酸度不会超过临界范阴。为防41989年5月中国沼气第7卷第2期止底部污泥堵塞,在底部设有排污装置。上流式固定床反应器可得到较高的有机负荷和最佳的COD去除率及沼气产气率。下流式进料由于进料和产生沼气方向相反,混合性能好,不致于出现酸的累积,因此不需进行回流.由于污泥分布上下层相差不大,对冲击负荷的稳定性较好,但下流式COD去除率不及上流式,出水COD较高,进料浓度的波动,对出水的性状较为敏感.有机废水经高效厌氧消化系统后,大量有机物被降解,降低了COD含量,从中获取能源.在工业发达国家处理有机废水保护环境放在首要的地位。高效厌氧消化技术虽能在大大节省能源的情况下使有机废水中COD含量大幅度下降,且生成的污泥量比好氧法处理大大减少(好氧法去除IkgCOD生成。.skg挥发性悬浮固体(VSS)的污泥,而厌氧处理污泥形成量仅为。.IkgVSS,后者仅为前者的,/.),减轻了对环境的污染,但在厌氧消化器的每升出水中,仍含有CODlo00mg左右,因此经厌氧处理后,紧接着进行好氧处理,即厌氧一好氧处理系统,以最终达到排放标准。好氧处理针对厌氧消化器出水的成分而采用不同的方法,例如采用沉淀、气汗、深床过滤、膜过滤等进行固液分离;采用活性污泥、生物滤器、生物膜流化床、反渗透、吹脱、臭氧或氯气,以去除BOD/COD、NH玄一N、全氮、全磷、硫化物或恶臭等,总之采用生物污泥的厌氧/好氧或物理化学法来处理。对低浓度有机废水,研究者们认为采用厌氧消化工艺来处理也具有很大的潜力。由于低浓度有机废水(如屠宰废水和生活污水),从能源上考虑不可能采用中温厌氧消化工艺,因此提出在15一20一25℃(也有提出在8一12一20℃)的较低温度范围内的厌氧消化技术,容积转化率可达1一2kgCOD/。3.天,而好氧法处理在取得0.5一IkgCOD/m:天的转化速率时需要投入大量的能量,并产生较多的剩余污泥.为此提出在气候温暖地区,对低浓度有机度水也需厌氧消化处理,但对气温低于15℃的国家