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        厌氧生物处理器的发展历程

        文章出处:未知发表时间:2021-11-12 15:02:42



         

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        厌氧生物处置,又被称为厌氧消化、厌氧发酵,是指在厌氧条件下由厌氧或兼性微生物的共同作用,使有机物合成并产生甲烷和二氧化碳的过程。最初的厌氧处置工艺仅被应用于生活污水的处置,之后又被应用于污泥消化合成,进而应用于工业废水的处置,并且开展了很多效果良好的厌氧生物处置工艺。传统厌氧生物处置技术具有水力停留时间长、有机负荷低、池容大等的缺陷,限制了厌氧生物处置技术的推行和应用。

         

        随着对全球能源短缺和温室效应等问题的关注,可再生能源的重要性日益显现,而厌氧生物处置技术可将污废水转化为乙酸、甲烷、氢气等可再生能源,既能完成资源化、能源化应用,又能减轻环境污染。因而,关于厌氧处置技术、厌氧反响器的开发研讨也变得越来越多。随着对厌氧消化机理研讨的不时深人和各种高效厌氧反响器的飞速开展,污废水的生物处置技术曾经成为资源和环境维护的中心技术之一。同时,污水厌氧生物处置技术以其本钱低廉、稳定高效等特性,在高浓度有机废水、难降解有机度水的处置范畴中得到了普遍的应用。?

         

        图片34 

         

        厌氧生物处置工艺的开展

         

        第一代厌氧反响器

         

        早在19世纪,人们就应用厌氧工艺处置废水废物。1881年,法国工程师Louis Mouras创造了用以处置污水污泥的自动净化器,从而开端了人类应用庆氧生物过程处置废水废物的进程。1896年英国呈现了第一座用于处置生活污水的厌氧消化池,产生的沼气用于照明。1904 年德国的工程师Imhoff将其开展成为Imhoff双层沉淀池(即堕落池),这一工艺至今依然在有效天时用。1912 年英国的伯明翰市树立了第一个用土堤围成的露天敞开式消化池。至1914年,美国有14座城市树立了厌氧消化池。1925 年至1926年,美国、德国相继建成了较为规范的消化池。二战完毕后,厌氧处置技术的开展又掀起了一个高潮,高效的、可加温和搅拌的消化池得到了开展,厌氧污泥与废水的加温、搅拌进步了处置效率。但从实质上,反响器中的微生物(即厌氧污泥)与废水或废料是完整混合在一同的,污泥在反响器里的停留时间(SRT) 与废水的停留时间(HRT)是相同的,因而污泥在反响器里浓度低,废水在反响器里要停留几天到几十天之久,处置效果差。此时的厌氧处置技术主要用于污泥与粪肥的消化,它尚不能经济地用于工业废水处理。直至1955年,Soefer开发了用以处置食品包装废水的厌氧接触反响器(AC), 获得了良好的效果。

         

        图片35 

        如图1所示,这种反响器是在出水沉淀池中增设了污泥回流安装,增大了厌氧反响器中的污泥浓度,处置负荷和效率显著进步。上述反响器被称为第一代厌氧反响器,由于厌氧微生物生长迟缓,世代时间长,而厌氧消化池无法将水力停留时间和污泥停留时间别离, 由此形成水力停留时间必需较长。普通来讲,第一代厌氧反响器处置废水的停留时间至少需求20~30d

         

        第二代厌氧反响器

         

        随着生物发酵工程中固定化技术的开展,人们认识到进步反响器中污泥浓度的重要性,于是,基于微生物固定化原理的高效厌氧生物反响器得以开展。第二代高效厌氧生物反响器必需满足以下两个条件:

         

        1)系统内可以坚持大量的活性厌氧污泥;

         

        2) 反响器进水应与污泥坚持良好的接触。

         

        根据这一准绳,20世纪60年代末,第一个基于微生物固定化原理的高速厌氧反响器——厌氧滤池降生。它的胜利之处在于,在反响器中加人固体填料(如沙砾等),微生物由于附着生长在填料的外表,免于水力冲刷而得到保存,巧妙地将均匀水力停留时间与生物固体停留时间相别离,其固体停留时间能够长达上百天,这就使得厌氧处置高浓度污水的停留时间从过去的几天或几十天缩短到几小时或几天。在相同的温度下,厌氧滤池的负荷高出厌氧接触工艺23倍,同时有很高的COD去除率,而且反响器内易于培育出顺应有毒物质的厌氧污泥。

         

        1974 年,荷兰研讨和开发了UASB反响器技术,其最大特性是反响器内颗粒污泥保证了高浓度的厌氧污泥,标志着厌氧反响器的研讨进入了新的时期。随后,研讨者们基于一些厌氧处置经历和厌氧处置所触及的微生物学、生物化学和生化工程的最新研讨成果,开发出的一批厌氧反响器被称为第二代废水厌氧处置反响器,其中比拟典型的有:升流式固体厌氧反响器(USR)、升流式厌氧污泥床反响器(UASB)、 厌氧滤池(AF)、厌氧流化床(AFB)等。

         

        第二代厌氧反响器处理了厌氧微生物生长迟缓、生物量易随液体流出等无益于反响器高效运转的关键问题,这些反响器的突出优点有: 1)具有较高有机负荷和水力负荷,反响器容积比传统安装减少90%以上;

         

        2)在低温、冲击负荷、存在抑止物等不利条件下仍可坚持良好的稳定性;

         

        3) 反响器构造简单,占空中积小,合适各种范围,并可作为运转单元被分离在整体的处置技术中,操作烦琐,人工管理费用得到降低。

         

        但是第二代厌氧反响器的缺陷依然十分明显:关于进水无法采用高的水力和有机负荷,反响器的应用负荷和产气率遭到限制。

         

        第三代厌氧反响器

         

        20世纪90年代初,人们为完成高效厌氧反响器的有效运转,分离第二代反响器的优缺陷,研发了第三代厌氧反响器。第三代厌氧反响用具备占空中积小、动力损耗小等特性,微生物均以颗粒污泥固定化的方式存在于反响器当中,反响器单位容积的生物量比以往更高,能接受更高的水力负荷且具备较高的有机污染物净化效果。反响器内的微生物在不同区域内生长,能够与不同区域内的进水充沛接触,完成了一定水平上的生物相别离。第三代反响器的主要代表有:厌氧收缩颗粒污泥床(EGSB)、内循环反响器(IC)、升流式厌氧污泥床过滤器(UBF)等。

         

         

         


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