摘要(yao)：概括(kuo) 總結 了(le)近三十年來厭(yan)(yan)氧處理過程由于水(shui)力停留時間(HRT)與生物(wu)固體停留時間(SRT)分離(li)的(de)實現而導致多種類型(xing)高效反(fan)應(ying)器(qi)的(de)研制和(he)推廣; 分析 了(le)當(dang)前高效厭(yan)(yan)氧反(fan)應(ying)器(qi)的(de)特點和(he) 影響 其降(jiang)(jiang)解污(wu)染(ran)物(wu)的(de)重(zhong)要(yao)因素;提出了(le)今后高效厭(yan)(yan)氧反(fan)應(ying)器(qi)在系統(tong)優化、難降(jiang)(jiang)解污(wu)染(ran)物(wu)的(de)轉化、污(wu)水(shui)再生利用和(he)在數學(xue)模型(xing)與工藝(yi)控制方面的(de) 發展 前景(jing)。

關鍵(jian)詞：厭氧 高(gao)效反應(ying)器 污水處理 應(ying)用 展(zhan)望

污(wu)水(shui)厭(yan)(yan)氧處理(li)(li)(li)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)與其(qi)它污(wu)水(shui)處理(li)(li)(li)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)相比無疑是(shi)生(sheng)態的(de)和(he)綠色的(de)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)，同時更具(ju)有成(cheng)本(ben)-效(xiao)果優勢。上世紀70年代以來(lai)(lai)，厭(yan)(yan)氧反應(ying)(ying)器(qi)(qi)在 研究 和(he)應(ying)(ying)用方(fang)面取得(de)了長(chang)足進步。特別是(shi)水(shui)力停留(liu)時間(HRT)與生(sheng)物(wu)固體停留(liu)時間(SRT)的(de)分離而導致高(gao)效(xiao)反應(ying)(ying)器(qi)(qi)的(de)研制和(he)推廣(guang)，使污(wu)水(shui)厭(yan)(yan)氧處理(li)(li)(li)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)成(cheng)為污(wu)水(shui)生(sheng)物(wu)處理(li)(li)(li)兩大技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)之一(yi)。從已開發(fa)的(de)反應(ying)(ying)器(qi)(qi)系(xi)統來(lai)(lai)看(kan)，升流式厭(yan)(yan)氧污(wu)泥(ni)床(UASB)、膨脹顆(ke)(ke)粒(li)污(wu)泥(ni)床(EGSB)、內(nei)循環(huan)(IC)反應(ying)(ying)器(qi)(qi)、厭(yan)(yan)氧折(zhe)流板反應(ying)(ying)器(qi)(qi)(ABR)及(ji)其(qi)衍生(sheng)的(de)其(qi)它系(xi)統應(ying)(ying)用最廣(guang)。這些反應(ying)(ying)器(qi)(qi)內(nei)部(bu)能 自然 生(sheng)成(cheng)具(ju)有出色降解有機(ji)物(wu)能力的(de)和(he)優越沉降性(xing)能的(de)厭(yan)(yan)氧顆(ke)(ke)粒(li)污(wu)泥(ni)。本(ben)文(wen)回顧了厭(yan)(yan)氧反應(ying)(ying)器(qi)(qi)工藝(yi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)，并進一(yi)步探討(tao)厭(yan)(yan)氧反應(ying)(ying)器(qi)(qi)的(de)發(fa)展前景。

1.現狀

1.1厭氧生物污(wu)泥(ni)反(fan)應器(qi)

提(ti)高厭氧反應器負荷潛力在(zai)于：①污(wu)水性質，②系統可保持的單位(wei)容積厭氧污(wu)泥量，③厭氧污(wu)泥與污(wu)水的混合程度。

在過去的(de)(de)(de)十(shi)年(nian)里，若干研究(jiu)者潛心于修正UASB系統特征參數(shu)已提(ti)高UASB負(fu)荷(he)(he)和(he)(he)UASB對(dui)各類(lei)污(wu)水(shui)( 工業 廢水(shui))的(de)(de)(de)應用能(neng)力。對(dui)于各類(lei)污(wu)水(shui)，由(you)于系統內傳(chuan)質(zhi)阻力和(he)(he)濃(nong)度(du)(du)梯度(du)(du) 問題(ti) ，傳(chuan)統的(de)(de)(de)UASB的(de)(de)(de)應用參數(shu)表(biao)現出嚴(yan)格的(de)(de)(de)限制。例如對(dui)于低濃(nong)度(du)(du)和(he)(he)低溫(wen)污(wu)水(shui)，沼氣產(chan)率(lv)下(xia)降(jiang)(jiang)(jiang)。同時混合程(cheng)度(du)(du)從流體動力學(xue)角(jiao)度(du)(du)證明了質(zhi)量傳(chuan)遞(di)在微生物(wu)(wu)(wu)降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)有機物(wu)(wu)(wu)中(zhong)的(de)(de)(de)重要(yao)作(zuo)用[1]。進一步地，濃(nong)度(du)(du)梯度(du)(du)的(de)(de)(de)出現限制了富含蛋白質(zhi)和(he)(he)長鏈脂肪(fang)酸的(de)(de)(de)污(wu)水(shui)處理以及(ji)生物(wu)(wu)(wu)可(ke)降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)的(de)(de)(de)有毒化(hua)合物(wu)(wu)(wu)如甲醛[2][3]。對(dui)于有毒化(hua)合物(wu)(wu)(wu)只能(neng)在污(wu)水(shui)被有效(xiao)稀釋下(xia)、反應器內部混合狀況(kuang)好的(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)采用高負(fu)荷(he)(he)厭氧反應器處理。

厭氧流(liu)化(hua)床(AFB)反應器在原理(li)上(shang)克服了污染物(wu)傳質(zhi)速率(lv)限(xian)制，但(dan)由(you)于生物(wu)膜流(liu)失(shi)和(he)惰性支撐(cheng)材料破碎問題，流(liu)化(hua)床系統難于有效管理(li)。并且為了混合液(ye)完全流(liu)化(hua)，厭氧流(liu)化(hua)床的能量要(yao)求較高[4]。

為充(chong)分(fen)利用顆粒污(wu)泥優越的(de)(de)沉降性能(neng)，膨脹顆粒污(wu)泥床(EGSB)被開發，一般以8m/h升流速度運行，但(dan)(dan)增加了(le)(le)高度-直徑(jing)比(bi)和額外循環(huan)能(neng)量。與(yu)傳統UASB比(bi)較，膨脹顆粒污(wu)泥床系統沒(mei)有(you)內(nei)部沉淀裝置，但(dan)(dan)在床外裝備了(le)(le)一種先進的(de)(de)固液分(fen)離裝置。這種裝置由篩網組成或經過修改過的(de)(de)夾層分(fen)離器[5][6]。

內(nei)循(xun)環(IC)反應(ying)器(qi)(qi)(qi)是(shi)一種基于(yu)(yu)氣(qi)提概念(nian)的(de)膨脹(zhang)(zhang)床系統(tong)，這種反應(ying)器(qi)(qi)(qi)的(de)特(te)點是(shi)內(nei)部裝有(you)兩部氣(qi)-固分離器(qi)(qi)(qi)。膨脹(zhang)(zhang)顆(ke)(ke)粒污(wu)泥床和內(nei)循(xun)環反應(ying)器(qi)(qi)(qi)的(de)主要(yao)特(te)點是(shi)：①高有(you)機負荷(he)率，達(da)20-40kg/m3·d;②較小(xiao)的(de)橫截面積(ji);③較大的(de)反應(ying)器(qi)(qi)(qi)高度，大12-20m;④較高的(de)上(shang)升(sheng)流速，大8-30m/h。因此，膨脹(zhang)(zhang)顆(ke)(ke)粒污(wu)泥床和內(nei)循(xun)環反應(ying)器(qi)(qi)(qi)適用(yong)于(yu)(yu)：①污(wu)水(shui)水(shui)溫低于(yu)(yu)20℃;②稀釋污(wu)水(shui)，COD<1000mg/L;③有(you)毒(du)性可生(sheng)物(wu)降解的(de)化工污(wu)水(shui);④在(zai)UASB里(li)產生(sheng)嚴重泡沫問題(ti)的(de)污(wu)水(shui);⑤出水(shui)含有(you)脂肪和長鏈脂肪酸(LCFA)。一般具有(you)上(shang)述特(te)征污(wu)水(shui)在(zai)采用(yong)UASB反應(ying)器(qi)(qi)(qi)時易發生(sheng)運行問題(ti)。

厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)折流板反應器(ABR)是分階段(duan)(duan)多相厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)反應器工藝(yi)技(ji)術，被認為具(ju)有第(di)三代厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)反應器的(de)(de)特征。它適應了厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)處(chu)理(li)過程中不同(tong)種(zhong)群(qun)微(wei)生物(wu)對基質利(li)用(yong)的(de)(de)不同(tong)生理(li)和生態(tai)原理(li)，具(ju)有比(bi)傳統的(de)(de)兩(liang)級(ji)(或兩(liang)相)厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)處(chu)理(li)工藝(yi)更(geng)靈活(huo)、易管理(li)的(de)(de)特點，反應器易高效(xiao)、穩定地運(yun)行[7]，但 目前(qian) 仍(reng)處(chu)于試(shi)驗研究階段(duan)(duan)，實(shi)際應用(yong)較少，其反應器構(gou)造(zao)的(de)(de)優化(hua)設計和參數有待于進(jin)一步(bu)深入研究。

1.2.厭(yan)氧(yang)膜(mo)生物反(fan)應器(qi)

有(you)效的(de)(de)(de)(de)固液分離是高(gao)效厭氧生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)應器賴以(yi)存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)基礎(chu)。采(cai)用(yong)膜(mo)(mo)(mo)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)處理工藝可顯(xian)著改(gai)善固液分離效果(guo)。對(dui)于(yu)低(di)負荷的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)固體，厭氧膜(mo)(mo)(mo)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)應器(AMBR)系統能在(zai)(zai)極限SRT下運(yun)(yun)行，以(yi)獲得出(chu)水污(wu)染物(wu)(wu)(wu)(wu)濃度非常(chang)低(di)的(de)(de)(de)(de)結果(guo)。同時考(kao)慮(lv)到厭氧微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)低(di)增值速(su)率，這種反(fan)(fan)(fan)應器的(de)(de)(de)(de)概念就特別適(shi)用(yong)于(yu)處理拮抗化合物(wu)(wu)(wu)(wu)，如生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)難降解的(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)污(wu)水。它的(de)(de)(de)(de)應用(yong)前景在(zai)(zai)于(yu)，對(dui)于(yu)某些污(wu)水采(cai)用(yong)UASB系統出(chu)現顆粒污(wu)泥成粒非常(chang)困難時或SS非常(chang)高(gao)的(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)污(wu)水，采(cai)用(yong)膜(mo)(mo)(mo)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)應器具有(you)非常(chang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)前景。在(zai)(zai)日本和(he)南非已出(chu)現生(sheng)產(chan)性(xing)(xing)運(yun)(yun)行實例。結果(guo)顯(xian)示，采(cai)用(yong)膜(mo)(mo)(mo)系統易(yi)(yi)具有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)水力狀態，膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)耐久性(xing)(xing)、抗堵性(xing)(xing)較(jiao)好(hao)，膜(mo)(mo)(mo)自身(shen)易(yi)(yi)于(yu)優化。如果(guo)在(zai)(zai)反(fan)(fan)(fan)應器里采(cai)用(yong)沼氣循(xun)環以(yi)加強傳(chuan)質(zhi)效果(guo)和(he)提高(gao)膜(mo)(mo)(mo)表(biao)面活(huo)(huo)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)技術方案，可以(yi)使系統運(yun)(yun)行能量很低(di)。但膜(mo)(mo)(mo)反(fan)(fan)(fan)應器的(de)(de)(de)(de)缺點是膜(mo)(mo)(mo)表(biao)面經較(jiao)長時間運(yun)(yun)行后易(yi)(yi)產(chan)生(sheng)碳酸鈣沉積[9][10]。

2. 影響 因素

在(zai)最近10年中大量的(de)(de) 研究 探索了極限條件(jian)下厭氧處理的(de)(de)能力，如高(gao)溫和低(di)溫、低(di)PH和高(gao)PH、含鹽環境和有毒化合物的(de)(de)存在(zai)。

2.1溫度

厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)反(fan)應器適(shi)于(yu)中(zhong)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(30-40℃)或高溫(wen)(wen)(wen)(wen)(50-60℃)運行(xing)。然(ran)而(er)(er)，最近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究證(zheng)實了厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)處理(li)(li)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)能夠上升到80℃[11]。雖然(ran)在高溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)能產(chan)生甲烷，但溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)過(guo)高易產(chan)生系統運行(xing)不穩定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de) 問題 ，因(yin)此厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)處理(li)(li)一(yi)般采(cai)用(yong)50-60℃。對于(yu)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)處理(li)(li)來說，50-60℃是適(shi)宜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。在同(tong)樣(yang)氨(an)氮濃度(du)(du)下(xia)，高溫(wen)(wen)(wen)(wen)厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)處理(li)(li)有(you)時(shi)比(bi)中(zhong)溫(wen)(wen)(wen)(wen)厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)處理(li)(li)效果差，這是由于(yu)在高溫(wen)(wen)(wen)(wen)狀態(tai)下(xia)分(fen)子態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氨(an)氮(NH3)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)數比(bi)中(zhong)溫(wen)(wen)(wen)(wen)時(shi)高，因(yin)此毒性(xing)(xing)問題更加突出(chu)。一(yi)般來說，當(dang)采(cai)用(yong)完全混合反(fan)應器處理(li)(li)糞便或固體廢物(wu)時(shi)，系統水(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)高于(yu)60℃將導致脂肪酸(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顯著增加。就(jiu)厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)微生物(wu)而(er)(er)言，高溫(wen)(wen)(wen)(wen)一(yi)般能提高微生物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)解活(huo)(huo)性(xing)(xing)，但某些微生物(wu)種群的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)卻(que)隨溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)上升(>60℃)而(er)(er)下(xia)降。例如(ru)降解丙酸(suan)鹽和(he)乙(yi)酸(suan)鹽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微生物(wu)種群在水(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)>60℃時(shi)顯著減(jian)少(shao)。因(yin)此，水(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)強烈地影(ying)響微生物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)解活(huo)(huo)性(xing)(xing)和(he)微生物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)種群變(bian)化。高溫(wen)(wen)(wen)(wen)厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)處理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)優點(dian)是反(fan)應器容積較(jiao)小、SRT較(jiao)短、出(chu)水(shui)病(bing)原菌少(shao)。

2.2酸堿條(tiao)件

厭氧(yang)處理(li)一(yi)般在(zai)(zai)中(zhong)性PH條件(jian)(jian)(PH=6.5-8)下 應(ying)(ying)用 。在(zai)(zai)低PH條件(jian)(jian)下觀察到的(de)(de)毒性與不溶性揮發性脂肪酸(VFA)有關。最近的(de)(de)研(yan)究證(zheng)明(ming)在(zai)(zai)PH=4.5-5的(de)(de)低PH下厭氧(yang)過程可以較好的(de)(de)進(jin)行(xing)[12]。當(dang)處理(li)大量污水(shui)時，生產性應(ying)(ying)用如采(cai)取PH調(diao)整是一(yi)件(jian)(jian)既費(fei)錢又管理(li)不方便的(de)(de)事(shi)。已報道有某食品加(jia)工污水(shui)在(zai)(zai)PH=9-9.5時UASB的(de)(de)顆(ke)粒污泥形(xing)成及(ji)運行(xing)穩定(ding)性良好，COD去除率高(gao)[13]。

2.3毒性、難降解(jie)有機化合物

用厭(yan)氧(yang)(yang) 方法 處(chu)理(li)(li)毒性(xing)(xing)或難降解(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)化(hua)工(gong)污(wu)水是厭(yan)氧(yang)(yang)處(chu)理(li)(li)比好氧(yang)(yang)具有(you)優勢的(de)一(yi)個(ge)特點。厭(yan)氧(yang)(yang)處(chu)理(li)(li)對(dui)于(yu)象有(you)機鹵化(hua)物(wu)(wu)的(de)消除(chu)具有(you)很大的(de)潛力。近10年來(lai)已分離出數(shu)種(zhong)專性(xing)(xing)降解(jie)(jie)(jie)(jie)有(you)機鹵化(hua)物(wu)(wu)的(de)微生(sheng)物(wu)(wu)，并且發現這種(zhong)專性(xing)(xing)微生(sheng)物(wu)(wu)的(de)數(shu)量在(zai)(zai)不(bu)斷(duan)的(de)增加(jia)。已有(you)數(shu)種(zhong)在(zai)(zai)過去(qu)被認(ren)為不(bu)適于(yu)生(sheng)物(wu)(wu)處(chu)理(li)(li)的(de)生(sheng)物(wu)(wu)難降解(jie)(jie)(jie)(jie)化(hua)工(gong)污(wu)水成(cheng)功(gong)地采(cai)用厭(yan)氧(yang)(yang)反(fan)應器進行了有(you)效處(chu)理(li)(li)。最新研究顯(xian)示各種(zhong)拮抗化(hua)合(he)物(wu)(wu)如氯化(hua)脂肪(fang)族(zu)、氯化(hua)芳香族(zu)、硝(xiao)化(hua)芳香族(zu)可(ke)以在(zai)(zai)厭(yan)氧(yang)(yang)條件下(xia)或厭(yan)氧(yang)(yang)-好氧(yang)(yang)組(zu)合(he)系(xi)統被降解(jie)(jie)(jie)(jie)[14]。對(dui)于(yu)偶氮染(ran)料可(ke)以在(zai)(zai)厭(yan)氧(yang)(yang)-好氧(yang)(yang)反(fan)應器系(xi)統里被幾乎完(wan)全去(qu)除(chu)[15]。對(dui)于(yu)高濃(nong)度有(you)毒性(xing)(xing)生(sheng)物(wu)(wu)可(ke)降解(jie)(jie)(jie)(jie)污(wu)水，通過進入反(fan)應器前(qian)的(de)稀釋可(ke)獲(huo)得滿意(yi)的(de)處(chu)理(li)(li)效果。

3.去除氮磷硫的特(te)點

3.1氮(dan)磷的去除

對于市(shi)政污水的(de)處(chu)理，含有厭(yan)氧過(guo)程的(de)ANANOX工藝(yi)具有很好(hao)(hao)的(de)脫氮效果，同時(shi)將(jiang)硫酸鹽轉(zhuan)化(hua)為硫[16]。同樣含有厭(yan)氧過(guo)程的(de)ANAMMOX工藝(yi)使(shi)用(yong)特殊的(de)微生物能直接將(jiang)氨(an)氮轉(zhuan)化(hua)為N2脫除[17]。該工藝(yi)具有非常良好(hao)(hao)的(de)前景,因為它(ta)可以(yi)節約(yue)大量(liang)的(de)能量(liang)。

磷(lin)的(de)生(sheng)物(wu)(wu)去除(chu)采(cai)(cai)用組合工(gong)藝(yi)，微生(sheng)物(wu)(wu)在(zai)交替的(de)厭氧-好氧使聚磷(lin)酸鹽菌群增長。在(zai)DEPHANOX工(gong)藝(yi)里(li)(li)，為同時脫氮(dan)除(chu)磷(lin)而(er)采(cai)(cai)用了(le)特殊的(de)裝置。這種(zhong)反(fan)應(ying)器將氨(an)氮(dan)從污(wu)泥里(li)(li)富集(ji)于的(de)污(wu)泥上清液而(er)進入生(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)硝化(hua)反(fan)應(ying)器，而(er)污(wu)泥直接進入脫氮(dan)除(chu)磷(lin)反(fan)應(ying)器。

3.2硫的控制

在厭(yan)氧處理的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)里,控制(zhi)硫(liu)(liu)酸鹽(yan)濃度一(yi)直(zhi)引起(qi)重視。因(yin)為許(xu)多(duo)污(wu)水(shui)(shui)里含有硫(liu)(liu)酸鹽(yan)，特別(bie)是某些(xie) 工(gong)業 污(wu)水(shui)(shui)含有高濃度的(de)(de)(de)(de)硫(liu)(liu)酸鹽(yan)。硫(liu)(liu)酸鹽(yan)經厭(yan)氧過(guo)(guo)程后轉化(hua)(hua)為硫(liu)(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(H2S)。由于(yu)H2S的(de)(de)(de)(de)產生引發(fa)許(xu)多(duo)問題，例如(ru)毒性(xing)、腐蝕、增加出水(shui)(shui)COD、降低(di)沼氣的(de)(de)(de)(de)質和量。過(guo)(guo)去的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)是如(ru)何控制(zhi)硫(liu)(liu)酸鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)轉化(hua)(hua)[18]。進一(yi)步的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)表(biao)明，結合生物、物理化(hua)(hua)學(xue)技術的(de)(de)(de)(de)富硫(liu)(liu)酸鹽(yan)污(wu)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)處理可以使污(wu)水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)硫(liu)(liu)酸鹽(yan)轉化(hua)(hua)成(cheng)不(bu)溶的(de)(de)(de)(de)元(yuan)素硫(liu)(liu)而從污(wu)水(shui)(shui)中(zhong)完全去除硫(liu)(liu)[19]。

4.厭氧 理論 和技術的 發(fa)展 前景

4.1優化反應(ying)器(qi)系統

許多(duo)研究和(he)設計致力(li)于改善顆粒污泥(ni)床反(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)，目標(biao)是減(jian)小傳(chuan)質阻力(li)和(he)提高有機(ji)負荷率。進(jin)一(yi)步的(de)(de)期(qi)望在于如(ru)采用(yong)分(fen)級污泥(ni)床系統處(chu)(chu)理(li)(li)特殊污水，如(ru)化工(gong)污水。對于毒(du)性、難(nan)降解有機(ji)化合物(wu)的(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)，有意(yi)義的(de)(de)期(qi)望在于厭氧(yang)反(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)。應(ying)(ying)(ying)將現有的(de)(de)相關成熟技(ji)術(shu)(shu)最大(da)程度地集成和(he)整合，突破整合過程中的(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)難(nan)點和(he)關鍵技(ji)術(shu)(shu)，開(kai)發出具有實(shi)際應(ying)(ying)(ying)用(yong)價值的(de)(de)多(duo)級多(duo)相厭氧(yang)處(chu)(chu)理(li)(li)工(gong)藝。

出于(yu)對(dui)生活污(wu)水的(de)重視，必須(xu)集中(zhong)注(zhu)意力解決反(fan)(fan)應器(qi)懸浮物(wu)(wu)的(de)流失(shi)和低溫條件下(xia)的(de)低水解率。隨著反(fan)(fan)應器(qi)對(dui)污(wu)水、固體(ti)廢物(wu)(wu)、污(wu)泥中(zhong)所含復(fu)雜(za)有(you)機物(wu)(wu)處理極限的(de)逼近(jin)，提高厭氧微生物(wu)(wu)對(dui)復(fu)雜(za)有(you)機物(wu)(wu)水解性(xing)能是一項重要的(de)任務。

傳統(tong)的污泥和固體(ti)厭氧(yang)消化經常需要長停留時間以完(wan)成反(fan)應過(guo)程。縮短反(fan)應時間將(jiang)是厭氧(yang)技(ji)術發展(zhan)的動(dong)力。

4.2利用厭氧轉化的(de)特殊性質(zhi)

厭(yan)(yan)氧技(ji)(ji)(ji)術能夠有效地(di)(di)降解(jie)數種有機微污(wu)(wu)染物質特別是有機鹵化(hua)物、取代芳香(xiang)族化(hua)合物和偶(ou)氮交(jiao)聯物。組合的(de)厭(yan)(yan)氧/好氧技(ji)(ji)(ji)術對于工(gong)業污(wu)(wu)水(shui)和含有工(gong)業污(wu)(wu)水(shui)的(de)市政污(wu)(wu)水(shui)有愈來愈大的(de)吸引力。厭(yan)(yan)氧技(ji)(ji)(ji)術的(de)特殊能力決定了厭(yan)(yan)氧技(ji)(ji)(ji)術具有其(qi)它技(ji)(ji)(ji)術所無法比擬的(de)地(di)(di)位。

要求最(zui)終產物是(shi)綠(lv)色、安全的(de)(de)(de)目標使厭氧轉化(hua)的(de)(de)(de)特殊性質被進一步利用。遵(zun)循(xun)農業(ye)土地循(xun)環的(de)(de)(de)污(wu)(wu)泥消化(hua)是(shi)厭氧工藝在世界范圍(wei)內最(zui)大的(de)(de)(de)應用。制定出重(zhong)金屬(shu)和殘留(liu)污(wu)(wu)染物的(de)(de)(de)精(jing)確規(gui)則將使在消化(hua)污(wu)(wu)泥上進行食品生產成為可(ke)能。隨著對(dui)“殘留(liu)污(wu)(wu)染物”的(de)(de)(de)重(zhong)視，對(dui)消化(hua)污(wu)(wu)泥研(yan)究(jiu)設(she)計出控制其(qi)有機(ji)污(wu)(wu)染物和重(zhong)金屬(shu)的(de)(de)(de)清潔污(wu)(wu)泥的(de)(de)(de)厭氧/好氧的(de)(de)(de)新理論是(shi)十分(fen)重(zhong)要的(de)(de)(de)。

4.3作為污水再生利用(yong)的(de)核心技術

對于污(wu)水(shui)處(chu)理(li)(li)系統的產物(wu)(包括處(chu)理(li)(li)出水(shui))，將(jiang)來工(gong)藝(yi)(yi)的主要(yao)進展是(shi)預處(chu)理(li)(li)和提(ti)高處(chu)理(li)(li)效率，包含結合物(wu)理(li)(li)、化(hua)(hua)學、生物(wu)處(chu)理(li)(li)單元(yuan)的工(gong)藝(yi)(yi)。顯然厭(yan)氧技(ji)(ji)術(shu)是(shi)有機物(wu)礦(kuang)化(hua)(hua)的可(ke)持續的處(chu)理(li)(li)方法，該(gai)技(ji)(ji)術(shu)將(jiang)成為(wei)污(wu)水(shui)處(chu)理(li)(li)回用(yong)的核心技(ji)(ji)術(shu)。因此，厭(yan)氧處(chu)理(li)(li)技(ji)(ji)術(shu)在原材(cai)料(liao)工(gong)業、加工(gong)工(gong)業、農(nong)業加工(gong)業污(wu)水(shui)處(chu)理(li)(li)回用(yong)的水(shui)處(chu)理(li)(li)有望發揮主要(yao)作用(yong)。

 4.4完(wan)善(shan)反(fan)應數(shu)學(xue)模型和(he)工(gong)藝控制過程

將來在模(mo)型和運(yun)行控(kong)制的(de)進(jin)展(zhan)將導致厭(yan)氧(yang)處(chu)理技術在污水處(chu)理工程中更廣泛的(de)應用(yong)。 目前 模(mo)糊邏輯、神經 網絡 、分形理論都(dou)已成(cheng)功地應用(yong)于數(shu)學(xue)(xue)模(mo)型和系統控(kong)制，具有(you)(you)縮短啟(qi)動時間(jian)和優化(hua)系統運(yun)行效(xiao)果的(de)特點[20]。精(jing)確描述厭(yan)氧(yang)生化(hua)動力學(xue)(xue)的(de)數(shu)學(xue)(xue)模(mo)型促(cu)進(jin)了人們對厭(yan)氧(yang)過程的(de)深入認識，解釋厭(yan)氧(yang)處(chu)理過程在將來繼續(xu)發展(zhan)的(de)必然性。有(you)(you)必要(yao)建立一個基(ji)于未來研究(jiu)的(de)一般平臺，統一世(shi)界范圍應用(yong)的(de)各種符(fu)號，設置一般動力學(xue)(xue)模(mo)型的(de)基(ji)礎(chu)(chu)模(mo)型是工藝(yi)(yi)設計的(de)基(ji)礎(chu)(chu)，同時對工藝(yi)(yi)過程的(de)控(kong)制也是重(zhong)要(yao)的(de)。數(shu)學(xue)(xue)模(mo)型的(de)開發成(cheng)功和應用(yong)，有(you)(you)助于應用(yong)工藝(yi)(yi)設計和運(yun)行。

5.結語

盡管污水厭氧處理技術(shu)可追(zhui)溯到100多年(nian)前，但由于(yu)它的(de)生態的(de)、綠色的(de)、低(di)成本(ben)的(de)特(te)性，該技術(shu)仍(reng)在(zai)迅速發展以不斷適應(ying)污水處理要求。高效反應(ying)器的(de)不斷開發應(ying)用和其內在(zai)機(ji)理不斷被(bei)發現，將(jiang)進一(yi)步加深對污水厭氧處理的(de)理解(jie)和對新型(xing)反應(ying)器更廣泛(fan)的(de)應(ying)用。

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