荷兰废水厌氧处理技术与科研进展考察陈玉谷

四川环借一991年第o!筹第3期一弓一荷兰废水厌氧处理技术与科研进展考察陈玉谷(中国科学院成都生物研究所)摘要:太文在简要地报道了赴西欧荷兰考察废水厌氧处理技术和科研进展概况后,重点介绍高效厌氮工艺UASB(上流式厌氧污泥床)的设计特点、研究进展和在度水厌表处理中生产规模应用情况与UASB反应器相匹配的关健生物技术一高活阵厌氧污泥颗粒化研完应用进展,有关领拉污派形状、类型、微生物组成、形成机理及厌氧活性污泥颗长化的主要影响因素等,希望能借鉴国外先进厌乳工艺UASB及其厌氧颗粗化污泥培养技术应用千我国度水厌载处理中,为提高我国度水厌氧省化技术水平提供参考。关键词:荷兰,废水厌氧处理,UASB工艺、颗粒污泥者责令其停业、转产、关闭。本条规定的罚款由环境保护行政主管部门决定;责令停业、转产、关闭,由作出限期治理决定的人民政府决定;责令中央直接管辖的企业事业单位停业、转产、关闭,须报国务院批准。第四十六条县级人民政府环境保护行政主管部门可处一万元以下罚款,市、州人民政府、地区行政公署环境保护行政主管部门可处五万元以下罚款.超过罚款限额的,须报上级人民政府环境保护行政主管部门批准.省人民政府环境保护行政主管部门可处二十万元以下罚款。法律、法规另有规定的除外.罚款按环境保护执法部门的隶属关系一律交同级财政,并出具财政部门统一印制的罚没财物专用收据.第四十七条当事人对行政处罚决定不服的,可以在接到处罚通知之日起十五日内,向作出处罚决定的机关的上一级机关申请复议,也可以直接向人民法院起诉;对复议决定不服的,可以在接到复议决定书之日起十五日内,向人民法院起诉。当事人逾期不申请复议、也不向人民法院起诉、又不履行处罚决定的,由作出处罚决定的机关申请人民法院强制执行。第四十八条造成环境污染危害的,有责任排除危害,并对直接受到损害的单泣或者个人赔偿损失。赔偿责任和赔偿金额的纠纷,可以根据当事人的请求,由环境保护行i改主管部门或者其它依照法律规定行使环境监督管理权的部门处理,当事人对处理决定不服的,可以向人民法院起诉.当事人也可以直接向人民法院起诉.完全由于不可抗拒的自然灾害,并经及时采取合理措施,仍然不能避免造成环境污染损害的,免予承担责任.第四十九条因环境污环损害赔偿提起诉讼的时效期间为三年,从当事人知道或者应当知道受到污染损害时起计算.第五十条缴纳排污费、超标准排污费或者被处以警告、罚款的单位、个人,并不免除承担治业污染、排除危害和赔偿损失的责任.第五十一违反本条例规定,造成重大环境污染事故,导致公私财产重大损失或者人身伤亡的严重后果的,对直接责任人员依法追究刑事责任.第五十二条违反本条例规定,造成土地、森林、草原、水、矿产、渔业、野生动植物等资源破坏的,依照有关法律、法规的却定承担法律责、任.第五+三条环境保护行政主管部门和其他依照法律规定行使环境监督管理权部门的工作人员玩忽职守、滥用职权、询私舞弊、索贿受贿的,由其所在单位或者上级主管部门给予行政处分;构成犯罪的,依法追究刑事责任.第七章附到第五+四条本条例具体应用中的问题由四川省环境保护局负贵解释。第玉十卫镶本条例自公布之日起施行。DOI:10.14034/j.cnki.schj.1991.03.001—e一一、概况应荷兰瓦赫宁根农业大学环境工艺系教授莱廷格博士的邀请,我于1090年11月7日一6日赴荷兰考察废水厌氧处理技术与科研进展。在荷兰期间,我与莱廷格教授多次进行了废水厌氧处理技术学术交谈,环境工艺系主任教授W·H·Rulkens博士接见了我。考察期问,我重点访问和参观了该系所属实验室、研究组和设在Bennekom的试验基地,与从事环境科研的工作者进行了广泛的接触和学术交流,参观了他们正在进行的科研实验和运行情况,了解科研进展和和应的实验仪器、设备、监测手段等,他们赠给我不少科研报告、论文、专著等。该系还为我专门安排参观和实地考察了淀粉厂(地点:iNjm禧en)、纸厂与糖厂(地点:Eerbeek)高浓度有机工业废水应用上流式厌氧污泥床(UASB)工艺处理系统的生产规模及装置运行情况,对UASB处理系统的工艺流程、动转情况、自控监测、处理效果,厌氧一好氧系统工程处理出水达标排入莱茵河及污泥脱水、烘干制饼肥等总体设计、运转和处理效果进行较详细了解,深感荷兰废水处理技术先进、效果好.考察期间,我还与中国在荷兰的访问学者访问了瓦赫宁根农业大学微生物学系厌氧微生物组、自然保护系水生生态组,Delft工业技术大学生物工程系废水处理实验室和设在荷兰Delft的国际水利与环境工程学院水生生态质量控制系,参观了他们正进行的科研工作和实验装置、设备、测试仪器及自控监测手段等,开阔了眼界和思路,了解到科研进展和动态.通过这次考察和访问,对荷兰废水处理技术与科研进展等,总的印象是科研起步高、应用和针对性强,实验技术、装置、设备先进,自控水平高,实验数据微机处理速度快、准确,取得的成果处于国际先进水平,值得我们学习和借鉴.废水厌氧处理技术UASB反应器已达生产实用,在世界各国废水处理中已较广泛的应用,已建成的UASB生产装置达205个。这次访间,增进了相互了解和学术交流,对我们学习荷兰应用上流式厌氧污泥床(UASB)先进工艺技术处理废水和厌氧污泥颗粒化研究进展有了深入的了解,对如何结合国情借鉴先进科学技术和促进我们今后的科研与应用开发新技术都有极大的帮助,考察完成了预期目的和任务.二、废水厌氧处理技术一UASB工艺在废水处理中的研究和应用进展UASB消化工艺的发明者正是世界著名的厌氧消化专家莱廷格教授。他所领导的实验室和科技工作者,自1,71年第一个实验室规模的UASB反应器在瓦赫宁根农业大学建成并运转以来,对UASB反应器的设计、启动、污泥接种和培驯、形成条件、消化污泥特性与颗粒污泥形成规律和机制,UASB反应器的动力模型以及在不同类型废水处理中的应用和发展前景作了全面的研究和总结,使UASB这一厌氧新技术在世界各国有机工业废水处理中得到广泛的应用,并可满足发展中国家因地制宜推广这些工艺技术。UASB工艺设计特点、研究和应用进展UASB工艺类似改良的DorrOliver澄清池反向流的上流式污泥床工艺,但这种厌氧反应器不同于其它厌氧工艺就在于UASB工艺取消了污泥回流和机械搅拌,在反应器上部设置了一个气、浪、固三相分离系统,它可在高容积负荷条件下,处理低、中等浓度的废水,因一一而水力滞留期(HRT)很短,因此污泥在反应器中的沉降性能与停留时期很重要,UASB被称为“高效”反应器是由于它具备了:(l)在高负荷条件下能保留一种高浓度活性污泥;(2)进水与保留的活性污泥能适当的接触.第一个实验室UASB反应器以沉降性能良好絮凝污泥(约15kgvss/m3)处理了甜菜废液,其容积负荷勉强达到lokgCOD/m3·d.197乓一1,76年,在CSM糖厂进行扩大试验中,获得了令人欣喜的结果:以下水消化污泥接种的6m”中试反应器中产生了具有优良沉降性能的颗粒污泥,故能达到高得多的污泥浓度,使处理甜菜厂废水的负荷率达到了3okgCOD/m3·d,从1977年起,应用UASB工艺厌氧处理制糖工业废水沟实践都很成功.此后,又发现在以下水污泥接种的,处理其它类型废水的UASB反应器中也有颗粒污泥产生。并有报道说在高负荷的厌氧过滤器间隙中也有类以颗粒污泥形成。与此同时,在荷兰有许多单位开始了对UASB工艺的研究,包括Amsterdam(阿姆斯特丹)大学,Dolft大学,以及一些研究所(如IBVL,N工KO).瓦赫宁根农业大学研究了UASB反应器的启动程序,其中,重点研究了颗粒污泥形成过程及其微生物学。不少大学与科研所通过咨询公司的研究与开发部研究了UASB系统对众多不同工业废水的应用效果,如对甜菜糖废水、淀粉(土豆、玉米、小麦)废水、饮料工业废水、羊毛洗涤废水、蔬菜罐头厂废水、纤维板制造厂废水、葡萄糖厂废水、化工厂含甲醛废水、造纸厂加工和循环废水、鱼类加工废水、啤酒酿造废水及坑填场沥滤废水进行了应用研究,并建成生产性装置(表l).荷兰目前至少有六个竞争性UASB咨询公司,UASB已商业化.自八十年代初以来,U人SB反应器应用研究队伍在荷兰进一步发展壮大,同时越来越多的国外学者(含中国学者)也投入了此项研究。’在UASB装置中,可作商品出售的硬件很少,一些公司的广告中所说的专利仅仅是特定条件下气一固分离的详情。UASB装置原理本身并没有被专利化,它的设计相对简单,近年也有不少改进,但它的运转并不容易,除必须遵守的一般法则、注意的问题,以便获得质优和保留足量的污泥外,对不同类型废水要求通过中试规模研究就可为我们提供如何运转的技能并成功地实现生产规模UASB运行。由于UASB反应器是由处理低、中等浓度废水而发展起来的,因此人们产生一些误解,以为UASB反应器仅在上述情况下应用,实际上,在中温或近中温条件下对复杂的废水以及高浓度有机工业废水处理也获得满意的结果。UASB工艺处理废水不仅在小试和中试规模中得到证实,而且在大量的生产规模中也得到证实(表1,表2)。特别是对UASB,常温处理高浓度悬浮固体废水的一步厌氧处理进行了研究,这类废水包括屠宰废水、生活废水等,用于处理这类废水的生产规模UASB反应器也已正常运行,例如,屠宰废水(见表1,表2)。UASB工艺基于生物质以沉降性良好的颗粒污泥的形式固定而作为高效厌氧处理系统得到了迅速发展。迄至1,9。年9月统计,至少有205个生产规模的UASB反应器建成运行。除荷兰外,其中一半以上都在荷兰以外的国家建成,用于处理废水达30种以上,应用得最多的有酒精废液、啤酒废水、纸浆废水、土豆加工废水、淀粉(含大麦、小麦、玉米)废水、蔗糖粗工废水等,—8-一表1UASB反应器在生产上处理各种类型废水的应用废水种类使用国家装置数设布十能力(kg·COD/m3d)UASB反应器容积(m”)12.5一17200一17009一122300,1500300017305—11240一巧0022008.56008.5,巧1700,55001l180010eelZ900500220042007002300了911拓9爱尔兰酒精澳大利亚荷兰西德美国关国荷.兰荷兰荷兰加拿大荷兰440046000白`兮`.几,占酒母醉啤5一10(23“C)14002X506004501000,740740、,产、、产、.产、几J、、刀」CUCCU.…月气4440咋曰91山邝,ù2z口、了`了胜、`理了`水生贝壳、03一56一88一104宰牛纸奶屠造罐头酒3753000…1.1为Illjlee…eell…!……01卜」`.几J.孟l2第蔬白注:除注明外,发醉温度均为3G~35·C.表2国外部份运用UASB反应舒处理有机工业废水果结国别!废水类吧处理规模(m3/d)进水COD(lo4mg/1)反应温度(`C)容积负荷(kg·COD/m3·d)HRT(公)COD去除率(肠)0n口ú9a24荷兰{屠宰165。…。·2{翌色{一i竺竺,一止二-{酒精170010·53246一730一350内hóO一380一3513.3l6.14川甜甜菜制糖糖4工000.2530一3584.918002.230一35_}__兰上14500.330一3514.5--一全5_8585_1_,一一6100.2230一358。26.980一份一一一~一一甲理了吧竺冷—n一三、厌氧颗粒污泥形态、类型、微生物组成及颗粒污泥形成机理和主要影响因素UASB是一种高效的第二代厌氧消化器.自1971年荷兰瓦赫宁根(W雌eningen)农业大学设计启动运行第一个实验装置(6tn3)的UASB反应器以来,经过以Letitnga(莱廷格)教授为代表的各国一大批研究者的共同努力,UASB现已在许多国家的工业有机废水处理中得到较广泛的应用,效果良好,一成为最普遍的高效厌氧处理系统之一,其重要原因之一无疑是污泥颗粒化现象。因为UASB反应器工艺设计特点是不配备有回流污泥装置,而是靠系统本身的结构来有效地滞留污泥,所以在运行过程中能否形成具有良好沉降特性的颗粒污泥,是能否成功地处理废水的关键.