废水厌氧生物处理技术的发展与最新现状吕建国

第卷增刊环境科学与管理年月文章编号废水厌氧生物处理技术的发展与最新现状吕建国口甘肃省膜科学技术研究院甘肃兰州甘肃省膜分离工程技术研究中心，甘肃兰州摘要废水厌氧生物处理技术经过多年的发展技术工艺逐渐趋于成熟，工程应用也在不断扩展。本文介绍了厌氧反应器的发展历程原理。重点论述了厌氧反应器在生活污水处理、制药废水处理、食品废水处理等领域的厌氧生物处理技术的最新现状。对厌氧生物处理技术的前景进行了展望，并预测厌氧生物处理技术今后会在三个方面得到快速的发展。关键词：厌氧生物处理；废水；最新现状中图分类号文献标识码；：：；；技术。包括中国在内的大多数发展中国家面临严重概述的环境问题、能源短缺以及经济发展与环境治理所水是人类生存的基本条件又是国民经济的生面临的资金不足。这些国家需要既有效、简单又费命线。随着人口和经济的增长，一方面人类对水的用低廉的技术。厌氧技术因而是特别适合中国国情需求量和品质要求越来越高，另一方面，水污染的范的一种技术⑴。围和程度也越来越大，这一对日益严重的矛盾已成为制约社会、经济和环境可持续发展的主要因素。废水厌氧生物处理技术的原理如何合理有效地解决这一问题，成为世界各国共同厌氧生物处理又被称为厌氧消化、厌氧发酵。⑴。是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性）微生物的年，全国废水排放总量亿吨，比上共同作用下，使有机物分解并产生和的过年增加。自年以来，废水排放总量呈持程。厌氧过程广泛地存在于自然界中。年，法醜发明了“自动净化器”，用以处理题，厌氧废水处理是种低成本的废水处理技术，它污水污泥，从而开始了人翻脈氧生物过程处理又是把废水的处理和麵的回收利用相结合的种废水废物的历程。随后人类开始较多地应用厌氧过程来处理城市污水如化粪池、双层沉淀池等）和活收稿日期作者简介吕建国，男教授级高级工程师，从事水处理技术性污泥工艺中产生的剩余污泥（如各种厌氧消化应用研究工作。等。从世纪年代开始随着能源危机的加fonjTn 吕建国废水厌氧生物处理技■发展与最新现状剧，人们加强了利用厌氧消化过程处理有机废水的厌氧消化反应器，在此阶段中开发的主要处理设研究相继出现了一批现代高速厌氧消化反应器，施有普通厌氧消化池和上流式厌氧污泥床如：厌氧接触法、厌氧滤池、上流式厌氧污泥床（、厌氧接触工艺、两相厌氧消化工艺、厌氧反应器、厌氧流化床、厌氧附着膜膨滤池、厌氧流化床（等（把有机废水胀床反应器等从此厌氧消化工艺开始大和有机污泥的处理和生物气的利用结合起来，即规模地被应用于废水处理。这些现代高速厌氧生物把环保和能源开发结合起来，沼渣的综合利用也反应器的水力停留时间大大缩短，有机负荷大大提提到了议事日程；（处理对象除外，还着眼高，处理效率也大大提高。厌氧微生物主要可以分于和的降低以及某些有机毒物的为以下三大类群，即发酵细菌（产酸细菌）、产氢产降解。废水厌氧生物处理技术的最新进展废水厌氧生物处理技术的产生与发展纖料报道，截止到誦年月底统计表厌氧生物处理技术是对普遍存在于自然界的微明，国内外已建成的厌氧处理工程中约的项目生物过程的人为控制与强化是处理有机废水的有均采用了反应器技术，以反应器为基效手段但该技术在过去的年里发展缓慢，其原础的反应器也已占厌氧工艺应用总数的因主要有（厌氧生物处理是一种多菌群、多层次左右，可见第三代厌氧反应器的发展十分迅速。对的厌氧发酵过程，种群多、关系复杂、难于弄清楚；于国内大量中、高浓度的有机废水，髙效厌氧生物处有些种群之间呈互营共生性，分离鉴定的难度理技术是最合适、最经济的处理工艺。从世纪大厌氧条件下培养分离和鉴定细菌的技术复年代开始，大批高速厌氧生物处理技术迅速发杂。随着科学技术发展和分离鉴定技术水平的提展，到今天其早期的一些缺点巳经不复存在厌氧高原来限制该技术发展的瓶颈巳被打破，该技术的生物处理技术作为高效、低耗的废水处理工艺已经优越性更加突现出来，其发展过程大致经历了三个得到国内外众多研究者的普遍承认。阶段。反应器的最新进展第一阶段（年年）：简单的沉淀与目前，厌氧处理特别是技术是被广泛应厌氧发酵合池并行的初期发展阶段。这个阶段具有用的生物处理技术，并被认为是一成熟的技术。在以下特点（污水沉淀和污泥发酵集中在一个腐针对啤酒废水此类高浓度有机废水的处理，目前采化池俗称化粪池）中进行，亦即以简易的沉淀池为用的工艺越来越多了。段雪梅等通过基础，适当扩大其污泥贮存容积，作为挥发性悬浮生反应器去除的研究表明对于中高浓度物固体液化的场所；（处理对象为污水、污泥；（的啤酒废水，采用高效厌氧反应器具有动力消耗低、精确设计和建造的化粪池至今仍在无排水管网地区去除率高等优点。反应器在进水浓度较高，温以及某些大型居住或公用建筑的排水管网中使用。度保持在尤以上，水力停留时间为时出水水第二阶段（年年）：污水沉淀与厌质较好，基本能够达标排放。宋宏杰等为增强氧发酵分层进行的发展阶段。这个阶段具有以下特抗冲击负荷能力和保证颗粒污泥与废水充分混合，点：（在处理构筑物中，用横向隔板把污水沉淀和在上流式厌氧污泥床反应器内三相分离器污泥发酵两种作用分隔在上下两室分别进行，由此前增设强制内回流装置，形成改良反应器，利形成了所谓的双层沉淀池；（当时的污染指标仍用污水处理站厌氧污泥，处理酒精废水。结以悬浮固体为主，但生物气的能源功能已为人所认果表明，整个启动期为天，启动的第天识，并开始开发利用。出现颗粒污泥，启动期间对、的平均第三阶段（年年）：独立式营建的去除率分别为出水值在，高级发展阶段。这个阶段具有以下特点：（把沉挥发性脂肪酸的质量浓度降到以下。万淀池中的厌氧发酵室分离出来建成独立工作的田英等对浙江舟山某啤酒公司生产废水采用 吕建国废水厌氧生物处理麵发展与最新现状■工艺对其进行处理。工程设计规模省临泽县某淀粉厂是以玉米原料加工淀粉的厂，经过个多月的调试运行出水家，生产废水量约。根据废水、矣、氨氮矣含量高、可生化性好、沉降性好等特点，采达到《啤酒工业污染物排放标准》（用活性污泥池气浮处理工艺对废水中。利用处理牛奶废水，曹倩的、和氨氮取得了良好的处理效果，外排废男等利用厌氧反应器在中温条件下处理牛奶废水可以满足《污水综合排放标准》（水。当进水浓度在，水力停留时间在中二级标准的要求。姚颞等根据某天时，容积负荷达到以上，然橡胶加工企业生产废水的水质特点，采用去除率稳定在以上。通过本试验取得的效果，生物滤池工艺处理天然橡胶加工废水。为利用厌氧技术处理牛奶废水提供了设计依据。采工程实践表明，该工艺运行稳定、技术可靠、操作用升流式厌氧污泥床反应器反应器）生物简单，对、氨氮、去除率分别达到，接触氧化工艺处理饮料废水，对、的平均，，出水水质符合《污水综合排放标准》去除率分别为和，出水水质达的一级排放标准。直接费用要求的一级排放标准°。在制药行业废元吨水，处理废水总成本为元吨水。水处理的研究过程中，王开红等研究了中温条件反应器的最新进展下反应器处理高浓度青霉素废水的启动、厌内循环厌氧反应器（是由荷兰公氧颗粒污泥特性和废水处理效果。结果表明：接种司年代中期在反应器基础上开发成功消化污泥，水温尤尤的条件下，采用逐步提的第代高效厌氧反应器，由于是一项重大发明创高青霉素废水进水浓度的方式，运行天后，可实造，技术拥有者作了严格的保密，直到年才现反应器的启动。在有关杂志上见到有关反应器的研究报道。反应器的最新进展反应器高径比大，有机负荷率高，水力停留时间膨胀颗粒污泥床（短，基建省，占地小，耐冲击负荷能力强等优点在，简称反应器是反应器的变型，是处理有机废水方面发挥着越来越重要的作用，是厌氧流化床与反应器两种技术的成功结合。目前世界上效能最高的反应器之一并已成功地它最初开发是通过颖粒污泥床的膨胀以改善废水与应用于处理土豆加工、啤酒、淋味酒、造纸等。微生物之间的接触，强化传质效果，以提高反应器的张安龙等采用厌氧反应器改良型氧化生化反应速度，从而大大提高反应器的处理效能。沟浅层气浮工艺处理制浆造纸废水，当进水反应器通过采用出水循环回流获得较高的表为、为为面液体升流速度。这种反应器典型特征是具有较高时，出水、的高径比较大的高径比也是提高升流速度所需要。、，达到（造纸工业反应器液体的升流速度可达，这比水污染物排放标准的污染物排放限值。反应器的升流速度一般在左右要高江西省南昌市某制药有限公司专业生产冬虫夏得多。草粉丸子等系列产品。生产过程中产生废水主要来沈浙萍等选用调节池中间水池源于洗药、洗瓶、设备清洗及车间地面清洗。废水中反应器自养脱氮池二沉池混凝沉淀池处理主要有机污染成分是：糖类、生物菌丝及发酵残液、工艺，对髙浓度淀粉废水进行工业处理，在进水蛋白质和少量丁醇等。采用高效内循环厌氧反应器的情况下，处理工艺处理冬虫夏草制药废水。运行结果出水去除率表明、、、及平均去除率分别分别可达和以上，出水水质可达达和，出水水质达《污水综合排放标准》—级排放《污水综合排放标准》一级标准。在制药标准产生的沼气可作辅助燃料加热废水。甘肃废水的处理工程的工艺选择上，王白杨等采用内tnjTn 吕建国废水厌氧生物处理技术的发展与脑现状°循环厌氧反应器两级工艺处理中成药制物燃料电池的性能，并为双室寻药有机废水的工艺流程、工艺参数、运行效果。运行找价廉、易得、无污染的阴极液，在爆气量结果显示，该工艺处理对此类高、高色度、高、温度±、回流量、阴极底边距阴的中成药废水，、、和的去除率可分别极室内底部、外电阻、水力停留时间达到、、，处理效果稳定，出水水（以及进水值为质可达到国家中药企业污水排放研究了阴极液及底物浓度对系统产电及废水标准一级标准要求。处理性能的影响。结果表明，使用缓冲溶液、阳极室在造纸废水处理工程的应用中，采用预处理出水和自来水作阴极液时，自来水的产电性能最佳，氧化沟气浮工艺对、、悬浮物总去阴极液种类不影响系统有机基质的去除。以自来水除率分别为、、，出水值为为阴极液时，阴极液及电导率随运行时间增加，为，为而增加，去除率为，输出电，为，出水水质达压及功率密度开始随运行时间增加而增加，之后稳《制浆造纸工业水污染物排放标准》定在和之间。表标准。增加底物浓度对去除率影响不大，而输出电压反应器的最新进展及功率密度随底物浓度增加而下降；底物浓厌氧流化床微生物燃料电池近期研究的人员较度由增至时，去除多，微生物燃料电池（技术是一种把化学能直率在之间，输出电压及功率密度接转化为电能的新技术，其去除废弃物中的有机基则分别由和下降至质的能力已得到验证如葡萄糖、木糖、腐殖酸、乙酸和。自来水作阴极液可避免二次污盐、醋酸或丁酸等。黄健盛等研究了厌氧流化染及阴极液对阳极室微生物的影响，并得到高的产床微生物燃料电池除碳脱氮产电性能电能力。的影响因素。结果表明：为实现从畜禽废水处理中回收能源，王建对的去除不起作用。军等先后以厌氧沼液、低浓度畜禽原水及高浓电压下降主要是由于进水有机基质浓度下降造成。度畜禽原水作为进水，利用厌氧流化床双室微生不添加时，在满足脱物燃料电池（氮所需的电子供体条件下增加进水有利，进行微生物产电及有机物去除研于产电。究，重点考察氨态氮质量浓度及化学需氧种无机氮共存下，在进水有机量容积负荷对系统去除率及产电性能的影碳与无机氮质量比（不低于时，对、响。结果表明：以稀释后的沼液作为进水时，当氨；和具有理想的去除效果。态氮质量浓度达到时，氨态氮对产电在一定进水范围内（能得到微生物产生明显的短期抑制，产电量下降，稳定的输出电压及功率密度。但经过天的适应期后，系统产电恢复到原来的水固定进水时，在高碳氮负平。以畜禽原水作为进水时，系统容积负荷荷下仍能得到较理想的、、去在天内由提升至除效果，去除效果不明显；■时，去除率保持在随着增加碳氮负荷，输出电压及功率密度没容积负荷的提升，系统产电量上升，但上升幅度较有明显的改变。小，最高输出电压为相应的面积功率密有机基质浓度不变下，中充足度为由于进水值的差异，高浓度的电子供体可保证较高的、去除率。畜禽原水最高输出电压较低浓度畜禽原水低输出电压及功率密度随着时间延长而先系统内阻较低，仅为此时增加至稳定值后下降。还为了提高厌氧流化床微生功率密度为。foninn吕麵废水厌氧生物处理技术的发展与最新现状厌氧反应器突出研究最