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污水处理提高效率?UASB厌氧反应器是关键

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污水处理成套设备的发展过程中,不可缺少的就是UASB厌氧反应技术,上世纪70年代以来,厌氧反应器在研究和应用方面取得了长足进步。特别是水力停留时间(HRT)与生物固体停留时间(SRT)的分离而导致高效

污水处理成套设备的发展过程中,不可缺少的就是UASB厌氧反应技术,上世纪70年代以来,厌氧反应器在研究和应用方面取得了长足进步。特别是水力停留时间(HRT)与生物固体停留时间(SRT)的分离而导致高效反应器的研制和推广,使污水厌氧处理技术成为污水生物处理两大技术之一。污水厌氧处理技术与其它污水处理技术相比无疑是生态的和绿色的技术,同时更具有成本-效果优势。

随着UASB工艺发展日趋成熟,UASB 工艺应用于高浓度有机废水的处理工程,国内外已为数不少。朱明石等研究了厌氧氨氧化- UASB反应器、厌氧氨氧化- UASB - 生物膜反应器在相同的进水条件和温控条件下稳定运行,实现了对氮素的持续去除能力,NH 4+ - N、NO 2- - N、TN去除率分别保持在99.9 %、99.9 %、90.0 %以上,稳定运行阶段出水pH值均保持在8.5 附近。生物膜的培养有利于ANAMMOX 菌积累,UASB生物膜反应器运行效果明显优于不具有生物膜的普通UASB 反应器。2003年11月中对UASB/ SR 工艺的可行性、设计参数、以及运行条件进行了商榷,并对其中试进行了评估认为UASB/ SR 工艺改变了国内环保人士的传统理念,打破了传统制革废水应用物化预处理的桎梏,开创了厌氧技术成功用于制革废水处理的先例。虽然UASB被国内大量运用, 但是有待解决的问题也很多,因为制革废水中的硫化物、硫酸盐、铬、表面活性剂等含量高,它们都对厌氧菌的正常新陈代谢有抑制作用。

厌氧生物技术的发展历程

厌氧生物技术经过100多年的发展,共发生过两次高潮。第一次高潮是从20世纪50年代起,发达国家工业化和城市化进程加快,造成了严重的环境污染,此时科学家们开发了厌氧氧化塘、普通厌氧消化池、厌氧接触工艺反应器即第一代厌氧反应器,于是在世界范围内开始尝试应用厌氧生物技术。这一代的厌氧反应器采用污泥与废水完全混合的模式,污泥停留时间(SRT)与水力停留时间(HRT)相同,停留时间需要20~30天,厌氧微生物浓度低,处理效果并不理想。

20 世纪70年代,迎来了厌氧生物技术发展的第二个高潮。随着经济的快速发展,世界能源危机和环境污染问题越来越突出。科学家们开发了以UASB反应器(荷兰)为代表的第二代厌氧反应器,该反应器可将污泥停留时间与水力停留时间分离,处理高浓度废水的停留时间从过去的二三十天可缩短到几小时或几天,使得厌氧生物处理技术开始迅速发展和广泛应用。

从世界范围来看,南非在20 世纪50-60年代就采用了厌氧技术处理高浓度工业废水,以及20世纪60年代美国的McCarty小组就厌氧滤池的研究均在厌氧技术发展中实现了突破性的研究,但并没有得到政府和业界的支持和认可。而在荷兰,厌氧生物技术先后在处理农产品工业废水、林产品制造业和造纸工业废水处理、高含盐废水、化工和石化工业废水等方面取得了成功。

荷兰瓦格宁根(Wageningen)农业大学的lettinga教授的科研成果在厌氧技术发展史上具有划时代的意义。1970年,lettinga教授等人首次进行了厌氧研究,70年代初,进行了制糖和土豆淀粉废水的小试和中试。1976年,他们在荷兰Halfweg的CSM工厂建造了200m3的示范上流式厌氧污泥床反应器(Up-flow Anaerobic Sludge Bed,简称UASB),次年1000m3规模的UASB反应器投入运行。

1985年,荷兰帕克(Paques)公司发明了厌氧内循环反应器(Internal Circulation Reactor,简称IC),与百欧仕(Biothane)以及其他咨询公司成功开拓了厌氧技术的国际市场。

1986年,lettinga等人发明了第三代高效厌氧反应器——膨胀颗粒污泥床(Expanded Granular Sludge Bed,简称EGSB)反应器。

在20世纪80年代和90年代,UASB反应器已经成为厌氧工艺的主流,到1999年国内外所建立的厌氧工艺中UASB反应器约占全部项目的59%。从90年代开始,EGSB反应器得到应用,目前EGSB反应器占新建项目的50%。

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