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兩相厭氧消化生物處理工藝
亦稱為兩步或兩段厭氧消化,兩相厭氧生物處理工藝的本質是通過調控產酸相和產甲烷相反應器的運行控制參數,使產酸相和產甲烷相成為2個獨立的處理單元,各自形成產酸發酵微生物和產甲烷發酵微生物的Z佳生態條件,實現完整的厭氧發酵過程。
從國內外的兩相厭氧系統研究所采用的工藝形式看,主要有兩種:*種是兩相均采用同一類型的反應器,如UASB反應器、UBF反應器、ASBR反應器,其中UASB反應器較常用。第二種是稱作Anodek的工藝,其特點是產酸相為接觸式反應器(即*式反應器后設沉淀池,同時進行污泥回流),產甲烷相則采用其他類型的反應器。
兩相厭氧生物處理工藝在水處理中的應用相當廣泛。孫劍輝等采用Anodek工藝處理Zn5-ASA(5-氨基水楊酸鋅)醫藥廢水,將鐵屑為填料的UBF反應器作酸化相,以UASB反應器作甲烷相。此系統在UBF 與USAB的HRT分別控制在5.95、11.43 h時,UBF與UASB的有機負荷率(OLR)(以COD 計)分別高達58.44、17.01 kg/(m3·d),SCOD和BOD5的總去除率分別達90%和95%左右,具有系統運行穩定、處理效率高等優點。王子波等采用兩相UASB反應器處理含高濃度硫酸黑液,酸化相進水COD為6.771 ~11.057 g/L,硫酸根為5.648 ~8.669 g/L,pH為5.5時,整個系統COD去除率平均值為74.42%,系統對負荷的沖擊有較強的耐受能力。
同單相厭氧消化工藝相比,對于高濃度有機污水、懸浮物濃度很高的污水、含有毒物質及難降解物質的化工廢水和污泥,兩相厭氧消化工藝具有很大的優勢,能夠得到滿意的處理效果。
厭氧技術在經濟性和特定高濃度有機廢水的情況下具有傳統好氧技術不可比擬的優點,但與此同時在處理某種特定的化工廢水時,有許多的不足之處,廢水的溫度、濃度、堿度及出水水質要求等情況都限制了厭氧處理技術的應用。
目前厭氧處理方面更注重于有價物質的回收,新的厭氧技術如厭氧發酵生物制氫、產甲烷等。
生物制氫技術是通過發酵或光合微生物的作用,將有機質分解獲得氫氣。目前對生物制氫技術的研究還處于實驗室水平。TAYHAS等以含有乙酸、丁酸等有機酸的污水為培養基,培養出可以進行光合作用的微生物Rhodospirillubrumumr,該微生物發酵產氫,同時提供給燃料電池,發酵產生氫氣的速率為19 ~31 mL/min。
厭氧發酵法產甲烷是指在廢水的厭氧生物處理過程中,通過多種微生物的共同作用,復雜的大分子有機物質Z終轉化為甲烷和二氧化碳等。由厭氧消化產生的甲烷傳統上被用作燃料,通常是用來加熱和發電。近年來,甲烷也被轉化為其他有用的物質,如轉化成用于生物柴油制造中的甲醇等。另外,還可以在單級厭氧消化反應器后接固體氧化燃料電池,將甲烷直接轉化為電能。
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