WFRL-AO廣東食品廠污水處理設(shè)備

WFRL-AO廣東食品廠污水處理設(shè)備

從厭氧技術(shù)誕生以來至今已經(jīng)過了100多年的發(fā)展，期間共發(fā)生過兩次高潮。

*次高潮是從20世紀(jì)50年代起，發(fā)達(dá)國家工業(yè)化和城市化進(jìn)程加快，但環(huán)境污染嚴(yán)重，科學(xué)家們開發(fā)了厭氧塘、普通厭氧消化池、厭氧接觸工藝反應(yīng)器即*代厭氧反應(yīng)器。

第二次高潮是從20世紀(jì)70年代開始的。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，世界能源問題和環(huán)境污染問題越發(fā)嚴(yán)重，科學(xué)家們開發(fā)了以UASB反應(yīng)器（荷蘭）為代表的第二代厭氧反應(yīng)器，使得厭氧生物技術(shù)真正開始快速發(fā)展。

而后在此基礎(chǔ)上，一系列第三代更高效的厭氧反應(yīng)器得以研發(fā)和應(yīng)用。

下面，我們來具體了解下厭氧技術(shù)的前世今生。

厭氧是個(gè)技術(shù)活

厭氧可以實(shí)現(xiàn)污泥停留時(shí)間和水力停留時(shí)間的分離；提高效率，降低成本，可應(yīng)用，可推廣；應(yīng)用在不同濃度，不同性質(zhì)的污水；應(yīng)用在不同介質(zhì)的處理場景；實(shí)現(xiàn)資源化；實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展社會(huì)；“黑箱”的贈(zèng)予。

厭氧技術(shù)突破的前夜

McCarty在上世紀(jì)60年代提出了厭氧濾池的模型，以實(shí)現(xiàn)污泥停留時(shí)間和水力停留時(shí)間的分離，污泥停留時(shí)間可達(dá)100天，但造價(jià)昂貴，濾料的造價(jià)甚至和構(gòu)筑物相當(dāng)。

歷史閃光的那一瞬

不知是哪位同事，將Perrycarty在JWPC上發(fā)表的一篇論文放到了Lettinga的桌上，這篇論文講述了十分有前途的AF（厭氧過濾）的實(shí)驗(yàn)。文章的理念與他的追求*契合，Lettinga當(dāng)即就決定將畢生精力貢獻(xiàn)給厭氧。

UASB的發(fā)明一*印證，獨(dú)立思考

圖：Lettinga的反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)

Lettinga的反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)復(fù)制了McCarty的AF反應(yīng)器，處理土豆廢水，處理效果和污泥性狀與之前的文獻(xiàn)*吻合。

反應(yīng)器中添加填料是沒有道理的，并且占據(jù)了截留污泥的空間，與其截留，不如在上部設(shè)置一個(gè)合適的氣液固三項(xiàng)反應(yīng)器，這個(gè)思路，意味著UASB反應(yīng)器的誕生。

UASB反應(yīng)器的*個(gè)中試

左圖：1973年對(duì)Lettinga及其實(shí)驗(yàn)的          

右圖：厭氧顆粒污泥

*次中試項(xiàng)目想在淀粉廢水領(lǐng)域開展，但遭到業(yè)主拒絕。

1971年，Lettinga花費(fèi)半年多時(shí)間說服荷蘭私人甜菜公司(CSM)開展6立方米的中試試驗(yàn)。

黑箱打開：

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，Lettinga發(fā)現(xiàn)了厭氧顆粒污泥，并成為后續(xù)厭氧科技發(fā)展的重點(diǎn)方向。

厭氧顆粒污泥的發(fā)現(xiàn)促成了國家環(huán)保部門的支持介入，并將實(shí)驗(yàn)規(guī)模放大到了30立方米。

UASB的行業(yè)擴(kuò)張

有了甜菜廢水治理的成功經(jīng)驗(yàn)，UASB開始在屠宰廢水、工業(yè)廢水和淀粉廢水領(lǐng)域進(jìn)行相關(guān)中試實(shí)驗(yàn)研究。特別是在淀粉廢水處理上，Lettinga在反應(yīng)器沉淀區(qū)氣液界面發(fā)現(xiàn)了白色物質(zhì)，由此再一次開啟黑箱，開始了生物硫循環(huán)的過程和應(yīng)用，后續(xù)沿此方向衍生出大量的重金屬回收，廢氣中硫化氫去除的技術(shù)，并取得了商業(yè)上的成功。

之爭一美好合作的結(jié)束

上世紀(jì)70年代，CSM是UASB技術(shù)應(yīng)用和推廣成功的企業(yè)；CSM希望可以擁有UASB完整的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)商業(yè)利益大化。但是，Lettinga拒絕用的技術(shù)來阻止技術(shù)的擴(kuò)散，并在1978年將研究成果用論文的方式公之于眾，宣告兩方合作的決裂。

此后，CSM決定獨(dú)立開拓UASB在甜菜廢水處理領(lǐng)域的業(yè)務(wù)，但失去高校研究體系的支持，公司在德國遭遇慘敗。之后CSM放棄了厭氧業(yè)務(wù)，該業(yè)務(wù)幾經(jīng)輾轉(zhuǎn)，后來成為*的BIOTHANE公司，與帕克平分厭氧廢水的處理份額。

在Lettinga將研究成果公之于眾之后的第39 年，2009 年，在新加坡第二屆“水獎(jiǎng)”的頒獎(jiǎng)典禮上，Lettinga從來自19 個(gè)國家的39 名杰出候選人中脫穎而出，成為世界水利行業(yè)獎(jiǎng)項(xiàng)的第二任獲得者。頒獎(jiǎng)詞給予這位將畢生精力貢獻(xiàn)給厭氧技術(shù)研究和推廣的科學(xué)家*的評(píng)價(jià)。

頒獎(jiǎng)詞如下：

三十多年前，他研發(fā)出升流式厭氧污泥床反應(yīng)器UASB ( Upflow Anaerobic Sludge BIanket Reactor)科技并無償貢獻(xiàn)給世人，使得數(shù)以千計(jì)的工廠和市鎮(zhèn)的廢水得以較低成本的方式凈化，避免污水直接排入河流水道，威脅自然生態(tài)和公共衛(wèi)生。自1970年代中期推出以來，這項(xiàng)科技已應(yīng)用在近3000個(gè)反應(yīng)器，占厭氧污水處理系統(tǒng)的80％比例。

一些在落下，一些在升起

圖：Lettinga訪問中國

70年代后期，CSM項(xiàng)目獲得荷蘭電視臺(tái)的 ，這個(gè)感染了一個(gè)叫Jos Paques 的年輕創(chuàng)業(yè)者，就像Lettjnga被McCarty所感染一樣，他也被這個(gè)迷人的技術(shù)吸引，并決心投身其中。

帕克接替了CSM的位置，不斷資助厭氧技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新。Paques 是世界領(lǐng)域內(nèi)成功的厭氧科技公司，在UASB，IC反應(yīng)器，生物脫硫，AMX領(lǐng)域始終走在前列。

大放異彩

圖：好氧顆粒污泥

20世紀(jì)80年代，荷蘭的成功經(jīng)驗(yàn)開始在世界領(lǐng)域獲得關(guān)注。圍繞厭氧科技，一個(gè)完整的技術(shù)創(chuàng)新體系搭建完成，厭氧顆粒污泥的研發(fā)應(yīng)用推動(dòng)第三代厭氧技術(shù)的誕生。瓦赫寧根和代爾夫特成為環(huán)保科技的中心，激發(fā)了AMX，好氧顆粒污泥的誕生。到21世紀(jì)初，超過70%的厭氧廢水處理工程采用了UASB技術(shù)體系。

中國的故事

中國是“沼氣之鄉(xiāng)”，厭氧利用有悠久的歷史。50年代末，顧夏聲、錢易等專家即開始在農(nóng)村推廣沼氣應(yīng)用技術(shù)。

Lettjnga的英文論文發(fā)表之后的兩年內(nèi)，鄭元景即開始在中國進(jìn)行UASB的工程應(yīng)用。

七五攻關(guān)一一中國厭氧事業(yè)的系統(tǒng)開啟

圖：Lettinga訪問中國

錢院士回憶說，“七五”期間，我們做了一個(gè)大的項(xiàng)目，叫做“高濃度有機(jī)廢水的厭氧生物處理技術(shù)”。這個(gè)課題開始于80年代末期，一共有14個(gè)單位參加，清華大學(xué)牽頭，主要負(fù)責(zé)人是我和胡紀(jì)萃老師，做的廢水種類有近10種，不同的單位做不同的廢水，比如酒精廢水、啤酒廢水、制革廢水、淀粉廢水等，也嘗試了一些新型的反應(yīng)器。

“七五”期間，國家把“高濃度有機(jī)廢水厭氧生物處理技術(shù)”研究納入重點(diǎn)環(huán)保研究課題，掀起了厭氧生物處理研究的高潮。當(dāng)時(shí)有14個(gè)單位參加了攻關(guān)，包括清華大學(xué)環(huán)境工程系、哈爾濱建工學(xué)院．天津大學(xué)等。專題共分8個(gè)子專題，研究的新型厭氧反應(yīng)器共7種，涉及的高濃度廢水有9類，試驗(yàn)規(guī)模從小試到生產(chǎn)試驗(yàn)裝置，共建成7個(gè)中試基地和6套生產(chǎn)污水裝置，提出72種合成有機(jī)物，5種重金屬及3種無機(jī)鹽類，開發(fā)了啤酒廢水處理方案決策模型及相應(yīng)的軟件。上述研究成果，1991年獲教委科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，1993年獲科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

95-863的產(chǎn)業(yè)躍升一一次創(chuàng)新基因的傳承

圖：Lettinga和王凱軍

這個(gè)鼓起勇氣邀請Lettinga到其單位一北京環(huán)科院參觀中試項(xiàng)目的年輕人，正是今后中國厭氧技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化的第三代厭氧推動(dòng)者一王凱軍。當(dāng)時(shí)，他正在從事上流式水解池的大規(guī)模示范工程的研究。這項(xiàng)工作和這個(gè)年輕人深深地吸引了Lettinga，為此，他甚至推掉了日程中的晚宴，并在后期為王凱軍安排了一個(gè)“三明治博士”課程，以便系統(tǒng)地將UASB的知識(shí)傳授到中國。結(jié)果*，這件事情成功了。

95-863的產(chǎn)業(yè)躍升一一中國創(chuàng)新

左圖：利浦罐                         

中圖：三項(xiàng)分離器                        

右圖：布水器

在LettingaUASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上，王凱軍和山東十方合作，對(duì)厭氧反應(yīng)器進(jìn)行了改進(jìn)，在國內(nèi)開始建造厭氧反應(yīng)器。

1.基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，明確反應(yīng)器模型；

2.以Lipp罐代替混凝土；

3.三相分離器，布水器，沼氣收集系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，模塊化生產(chǎn)，現(xiàn)場拼裝。

左圖：顆粒污泥

右圖：厭氧反應(yīng)器

新的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)體系使山東十方獲得了強(qiáng)大的市場競爭力。降維攻擊：成本下降60%，工期從半年縮短至一到兩個(gè)月，滿足了“零點(diǎn)行動(dòng)”的政策需求。山東十方在淀粉行業(yè)獲得壟斷優(yōu)勢，開始布局顆粒污泥生產(chǎn)基地，使之形成產(chǎn)業(yè)。厭氧產(chǎn)業(yè)完成一次升級(jí)。

厭氧到底要什么一走向可持續(xù)發(fā)展

Gatze Lettinga

厭氧處理*專家、荷蘭瓦赫寧根農(nóng)業(yè)大學(xué)教授

我了解厭氧學(xué)術(shù)大家庭中的很多人都持有和我*的觀點(diǎn)，即厭氧消化和厭氧廢水技術(shù)有助于將目前消費(fèi)型的社會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦沙掷m(xù)的社會(huì)。年輕一代和年長一代都認(rèn)可：保護(hù)環(huán)境需要系統(tǒng)方案，需要通過各種可能的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)水和物質(zhì)的閉路循環(huán)；只要存在需求，無論何時(shí)何地，厭氧消化和厭氧廢水處理技術(shù)在某種程度上都應(yīng)該成為這些技術(shù)手段的核心。

Perry McCarty

美國工程院院士、美國斯坦福大學(xué)教授

厭氧處理是能量產(chǎn)出者，而非消耗者，而且產(chǎn)生的污泥量也很少。正因?yàn)槿绱耍嫉孛娣e小的厭氧處理如今已廣泛地用于工業(yè)廢水處理。通過膜的應(yīng)用，對(duì)低濃度的市政污水在溫度低至10℃時(shí)，厭氧處理已經(jīng)被證明是可以達(dá)到嚴(yán)格的出水標(biāo)準(zhǔn)。

王凱軍

清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院副院長、教授

厭氧技術(shù)是生態(tài)文明建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)，無論在哪個(gè)領(lǐng)域，如果講資源循環(huán)利用、可再生能源等，厭氧技術(shù)無疑是一個(gè)減排的關(guān)鍵技術(shù)，是可持續(xù)發(fā)展的核心技術(shù)。

錢易

*院士、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授

厭氧和活性污泥法大的不同就在于它不耗能，還產(chǎn)能，這一點(diǎn)正是如今中國的發(fā)展所需要的。活性污泥法已經(jīng)一百年了，確實(shí)做了很大的貢獻(xiàn)，取得了很大的成就，但是在未來一百年，它要將主角位置讓出來，厭氧生物技術(shù)就是主角很好的承擔(dān)者，因?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境中厭氧生物處理隨時(shí)都在發(fā)生，它自然的處理規(guī)律，不需要人為改變它。

俞漢青

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院環(huán)境工程教授

未來的廢水處理趨勢已從原先單純的污染物去除朝著廢水中資源、能源回收的方向過渡和發(fā)展。厭氧膜生物反應(yīng)器因其良好的出水水質(zhì)以及高效的有機(jī)能回收效率正逐漸受到業(yè)界的青睞和期待，但是任何一項(xiàng)處理技術(shù)都有其固有的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于厭氧膜生物反應(yīng)器而言，其在處理有機(jī)廢水方面的可行性已得到證明，但其在廢水處理過程中的經(jīng)濟(jì)性仍然還需要較為全面的評(píng)估。未來的工作如能在膜污染機(jī)制的解析及膜污染緩解手段的研發(fā)上獲得突破，那么厭氧膜生物反應(yīng)器極有可能實(shí)現(xiàn)將廢水處理廠從能源消耗廠轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉醇庸S。