厌氧生物处理高浓度有机废水回收能源技术和评价_姚伟文

1929年第5期能源研究与利用厌氧生物处理高浓度有机废水回收能源技术和评价姚伟文冯汉雯南京电力高等专科学校无锡市能源研究所许钢熙江苏省环保局〔编者按〕因限于篇幅,文章已作较大侧节.一、厌氧生物处理高浓度有机废水回收能源技术厌氧生物处理高浓度有机废水技术是一项颇有潜力的能源化技术,它不需充氧,能耗低,运行费用低,而能获得大量的能源—沼气.厌氧生物处理技术覆盖面宽,在食品、医药、饮料、化工、造纸等行业都能利用此技术处理高浓度有机废水.60年代末期以来,发展速度加快,国内外先后出现了“厌氧滤池.、“升流式厌氧污泥床反应器.(UAS)S、“厌氧膨胀床’(AAFEB)、“厌氧流化床’(AFB)、“两相厌氧消化法’、“垂直折流厌氧泥床,(VBASB)和“管道厌氧消化器.(PAD)等新技术、.新工艺,使厌氧生物处理成为一种有效的高浓度有机废水能源化的途径.1.厌氧滤池厌氧滤池是在厌氧消化装置内填满砂砾、卵石、塑料或纤维等填料,厌氧微生物附着在填料巨大的表面上,可维持较高的生物量和较长的活性存在时间,在中温条件下,容积负荷率可达1.k6g·COD/m3·d,但化学耗氧量(coD)去除率和池容产气率较低.2.升式流厌氧污泥(UASB)床反应器UASB反应器是目前国外应用最普遍的一种厌氧生物处理装置,该装置具有二大技术特点:一是根据厌氧消化过程中,厌氧微生物主要集中在反应器下层的特性,改填料反应区为污泥床反应区.使反应区内保持较多的微生物量.二是在反应器上部设置了气、固、液三相分离器,使上流液中的污泥能自动回到反应区,保持反应区内微生物量的稳定.从而使厌氧生物处理的水力滞留时间减少,容积负荷率增加.目前,国外已拥有UAsB装置60多座,最大装置容量为550m3,总容量达105m3.在中温条件下,生产性运行最大coD负荷率达17kg/m3·d,我国从80年代以来对丙丁废醛液、酒厂废液、制裘废水、洗毛废水、味精废水、淀粉废水、溶剂废醒、柠檬酸废水、竺麻脱酸废水等采用UASB装置进行了处理试验,在半生产性试验中,中温条件下COD负荷率达8一20.3kg/m3·d,达到了国际生产性装置水平.3.两相厌氧消化技术··24`能源研究与利用9192年第5期两相厌氧消化技术是一种庆氧生物处理的高效能新工艺,它根据厌氧消化的生物化学过程中发酵分为产酸和产甲烷二个阶段的特点而开发的.因此,一般又称为:两步厌氧消化或二段厌氧消化.厌氧消化过程中,把产酸阶段反应速率较高,而产甲烷菌的世代期很长,产酸菌和产甲菌是两种代谢功能不同的微生物,把产酸和产甲烷二阶段分开可以分别创造两类不同细菌繁殖的环境条件,从而促进厌氧微生物的代谢能力,提高厌氧消化效率,还有利于运行稳定,抗冲击负荷.据国外试验,其容积负荷率可达30kgcoD/m’d.我国两相厌氧消化技术据试验最高容积负荷率达50kg/coDm’d.我省洋河酒厂与上海同济大学合作正进行高梁酿酒废水的两相厌氧消化生产性装置,其技术指标为:装置容积>一oom3、系统负荷率:>7.5一lokgeoD/m’d、eoD去除率:>70一750,0、生化耗氧量(Bon)去除率:>55一900/、eoD产气率0.45一o.sm3/kgeon(去除)、处理成本:<0.03元/kg·COD(去除)..4厌氧接触法(AC)P厌氧接触法处理高浓度有机废水技术装置由厌氧反应器和沉淀池组成,反应器系完全混合型,采用搅拌器促使反应器内微生物量趋于均布.此项技术特点是:反应器的滞留时间很长而负荷可以很高,不仅可以处理溶解性有机物COD,而且可以处理总悬浮物(s)含量高的有机废水.ACP装置在我国酒精废醒的厌氧生物处理中得到较多的应用,有机负荷率一般为8一一okgeoD/m3·d,产气率为4.6m3/m3·d,eon去除率为55%.5.VBASB反应器和PAD反应器厌氧生物处理装置VBASB反应器和PAD反应器都是我国自行提出设计的厌氧生物处理装置.VBASB装置是采用高温发酵,通过消化液回流来调节进料液的pH值,使废醛能够不经过溶液分离和调节,pH值就能直接进料的厌氧生物处理技术,该反应器与UASB装置相比,是在反应器内设置档板,使反应器内的水流上下垂直折流,使反应器内的水流具有推流的特点.在整个厌氧生物处理系统中,减少了前处理环节.PAD反应器是一种管道形的厌氧消化器,它与一般的塔形池式消化器相比较显著的特点是反应器高度降低,处理效果达到第二代反应器的水平.6.其他厌氧物处理装置和技术在国内外采用和研究的有机废水厌氧生物处理装置和技术中,还有水压式厌氧消化池、厌氧流化床、厌氧附着膜膨胀床消化器等.水压式厌氧消化器结构简单,是我国农村广泛应用的一种厌氧生物处理装置,在我国工业废水处理中,从1967年起就得到了应用.厌氧附着膜膨胀床和流化床是把化工流化床原理引人