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污水處理提高效率？UASB厭氧反應器是關鍵
污水處理成套設備的發展過程中、不可缺少的就是UASB厭氧反應技術、上世紀70年代以來、厭氧反應器在研究和應用方面取得了長足進步 . 特別是水力停留時間(HRT)與生物固體停留時間(SRT)的分離而導致高效反應器的研制和推廣、使污水厭氧處理技術成為污水生物處理兩大技術之一 . 污水厭氧處理技術與其它污水處理技術相比無疑是生態的和綠色的技術、同時更具有成本-效果優勢 .
隨著UASB工藝發展日趨成熟、UASB 工藝應用于高濃度有機廢水的處理工程,國內外已為數不少 . 朱明石等研究了厭氧氨氧化- UASB反應器、厭氧氨氧化- UASB - 生物膜反應器在相同的進水條件和溫控條件下穩定運行、實現了對氮素 的持續去除能力、NH 4+ - N、NO 2- - N、TN去除率分別保持在99.9 %、99.9 %、90.0 %以上、穩定運行階段出水pH值均保持在8.5 附近 . 生物膜的培養有利于ANAMMOX 菌積累、UASB生物膜反應器運行效果明顯優于不具有生物膜的普通UASB 反應器 . 2003年11月中對UASB/ SR 工藝的可行性、設計參數、以及運行條件進行了商榷、并對其中試進行了評估認為UASB/ SR 工藝改變了國內環保人士的傳統理念、打破了傳統制革廢水應用物化預處理的桎梏、開創了厭氧技術成功用于制革廢水處理的先例 . 雖然UASB被國內大量運用、 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 .
厭氧生物技術的發展歷程
厭氧生物技術經過100多年的發展、共發生過兩次高潮 . 第一次高潮是從20世紀50年代起、發達國家工業化和城市化進程加快、造成了嚴重的環境污染、此時科學家們開發了厭氧氧化塘、普通厭氧消化池、厭氧接觸工藝反應器即第一代厭氧反應器、于是在世界范圍內開始嘗試應用厭氧生物技術 . 這一代的厭氧反應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70年代、迎來了厭氧生物技術發展的第二個高潮 . 隨著經濟的快速發展、世界能源危機和環境污染問題越來越突出 . 科學家們開發了以UASB反應器(荷蘭)為代表的第二代厭氧反應器、該反應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開始迅速發展和廣泛應用 .
從世界范圍來看、南非在20 世紀50-60年代就采用了厭氧技術處理高濃度工業廢水、以及20世紀60年代美國的McCarty小組就厭氧濾池的研究均在厭氧技術發展中實現了突破性的研究、但并沒有得到政府和業界的支持和認可 . 而在荷蘭、厭氧生物技術先后在處理農產品工業廢水、林產品制造業和造紙工業廢水處理、高含鹽 廢水、化工和石化工業廢水等方面取得了成功 .
荷蘭瓦格寧根(Wageningen)農業大學的lettinga教授的科研成果在厭氧技術發展史上具有劃時代的意義 . 1970年、lettinga教授等人首次進行了厭氧研究、70年代初、進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器(Up-flow Anaerobic Sludge Bed、簡稱UASB)、次年1000m3規模的UASB反應器投入運行 .
1985年、荷蘭帕克(Paques)公司發明了厭氧內循環反應器(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的國際市場 .
1986年、lettinga等人發明了第三代高效厭氧反應器——膨脹顆粒污泥床(Expanded Granular Sludge Bed,簡稱EGSB)反應器 .
在20世紀80年代和90年代、UASB反應器已經成為厭氧工藝的主流、到1999年國內外所建立的厭氧工藝中UASB反應器約占全部項目的59% . 從90年代開始、EGSB反應器得到應用、目前EGSB反應器占新建項目的50% .