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污水處理提高效率？UASB厭氧反應(yīng)器是關(guān)鍵
污水處理成套設(shè)備的發(fā)展過程中、不可缺少的就是UASB厭氧反應(yīng)技術(shù)、上世紀(jì)70年代以來、厭氧反應(yīng)器在研究和應(yīng)用方面取得了長足進(jìn)步 . 特別是水力停留時間(HRT)與生物固體停留時間(SRT)的分離而導(dǎo)致高效反應(yīng)器的研制和推廣、使污水厭氧處理技術(shù)成為污水生物處理兩大技術(shù)之一 . 污水厭氧處理技術(shù)與其它污水處理技術(shù)相比無疑是生態(tài)的和綠色的技術(shù)、同時更具有成本-效果優(yōu)勢 .
隨著UASB工藝發(fā)展日趨成熟、UASB 工藝應(yīng)用于高濃度有機廢水的處理工程,國內(nèi)外已為數(shù)不少 . 朱明石等研究了厭氧氨氧化- UASB反應(yīng)器、厭氧氨氧化- UASB - 生物膜反應(yīng)器在相同的進(jìn)水條件和溫控條件下穩(wěn)定運行、實現(xiàn)了對氮素 的持續(xù)去除能力、NH 4+ - N、NO 2- - N、TN去除率分別保持在99.9 %、99.9 %、90.0 %以上、穩(wěn)定運行階段出水pH值均保持在8.5 附近 . 生物膜的培養(yǎng)有利于ANAMMOX 菌積累、UASB生物膜反應(yīng)器運行效果明顯優(yōu)于不具有生物膜的普通UASB 反應(yīng)器 . 2003年11月中對UASB/ SR 工藝的可行性、設(shè)計參數(shù)、以及運行條件進(jìn)行了商榷、并對其中試進(jìn)行了評估認(rèn)為UASB/ SR 工藝改變了國內(nèi)環(huán)保人士的傳統(tǒng)理念、打破了傳統(tǒng)制革廢水應(yīng)用物化預(yù)處理的桎梏、開創(chuàng)了厭氧技術(shù)成功用于制革廢水處理的先例 . 雖然UASB被國內(nèi)大量運用、 但是有待解決的問題也很多、因為制革廢水中的硫化物、硫酸 鹽 、鉻、表面活性劑 等含量高、它們都對厭氧菌的正常新陳代謝有抑制作用 .
厭氧生物技術(shù)的發(fā)展歷程
厭氧生物技術(shù)經(jīng)過100多年的發(fā)展、共發(fā)生過兩次高潮 . 第一次高潮是從20世紀(jì)50年代起、發(fā)達(dá)國家工業(yè)化和城市化進(jìn)程加快、造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染、此時科學(xué)家們開發(fā)了厭氧氧化塘、普通厭氧消化池、厭氧接觸工藝反應(yīng)器即第一代厭氧反應(yīng)器、于是在世界范圍內(nèi)開始嘗試應(yīng)用厭氧生物技術(shù) . 這一代的厭氧反應(yīng)器采用污泥與廢水完全混合的模式、污泥停留時間(SRT)與水力停留時間(HRT)相同、停留時間需要20~30天、厭氧微生物濃度低、處理效果并不理想 .
20 世紀(jì)70年代、迎來了厭氧生物技術(shù)發(fā)展的第二個高潮 . 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、世界能源危機和環(huán)境污染問題越來越突出 . 科學(xué)家們開發(fā)了以UASB反應(yīng)器(荷蘭)為代表的第二代厭氧反應(yīng)器、該反應(yīng)器可將污泥停留時間與水力停留時間分離、處理高濃度廢水的停留時間從過去的二三十天可縮短到幾小時或幾天、使得厭氧生物處理技術(shù)開始迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用 .
從世界范圍來看、南非在20 世紀(jì)50-60年代就采用了厭氧技術(shù)處理高濃度工業(yè)廢水、以及20世紀(jì)60年代美國的McCarty小組就厭氧濾池的研究均在厭氧技術(shù)發(fā)展中實現(xiàn)了突破性的研究、但并沒有得到政府和業(yè)界的支持和認(rèn)可 . 而在荷蘭、厭氧生物技術(shù)先后在處理農(nóng)產(chǎn)品工業(yè)廢水、林產(chǎn)品制造業(yè)和造紙工業(yè)廢水處理、高含鹽 廢水、化工和石化工業(yè)廢水等方面取得了成功 .
荷蘭瓦格寧根(Wageningen)農(nóng)業(yè)大學(xué)的lettinga教授的科研成果在厭氧技術(shù)發(fā)展史上具有劃時代的意義 . 1970年、lettinga教授等人首次進(jìn)行了厭氧研究、70年代初、進(jìn)行了制糖和土豆淀粉 廢水的小試和中試 . 1976年、他們在荷蘭Halfweg的CSM工廠建造了200m3的示范上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(Up-flow Anaerobic Sludge Bed、簡稱UASB)、次年1000m3規(guī)模的UASB反應(yīng)器投入運行 .
1985年、荷蘭帕克(Paques)公司發(fā)明了厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(Internal Circulation Reactor、簡稱IC)、與百歐仕(Biothane)以及其他咨詢公司成功開拓了厭氧技術(shù)的國際市場 .
1986年、lettinga等人發(fā)明了第三代高效厭氧反應(yīng)器——膨脹顆粒污泥床(Expanded Granular Sludge Bed,簡稱EGSB)反應(yīng)器 .
在20世紀(jì)80年代和90年代、UASB反應(yīng)器已經(jīng)成為厭氧工藝的主流、到1999年國內(nèi)外所建立的厭氧工藝中UASB反應(yīng)器約占全部項目的59% . 從90年代開始、EGSB反應(yīng)器得到應(yīng)用、目前EGSB反應(yīng)器占新建項目的50% .