王凯军谈厌氧技术

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中国水网近日采访了北京环境保护科学院总工程师王凯军。王凯军总工程师长期从事水污染控制的研究、开发和技术推广，主持了几个重大污水处理项目的设计 他还主持了国家“七五”、“八五”、“九五”和“十五”计划，在行业内影响广泛 不久前，总工程师王凯军领导的863项目刚刚完成 该项目是由北京环境保护科学院、清华大学环境科学与工程系、Xi交通大学和济南什邡环保有限公司共同承担的国家重大专项水污染控制技术与治理项目之一 开发了一种具有自主知识产权的新型厌氧生物反应器——“厌氧复合循环颗粒污泥悬浮床反应器” 厌氧颗粒污泥悬浮床反应器吸收了uasb、egsb和ic等现代高效厌氧生物反应器的特点。考虑到反应器在高负荷下的运行特点，通过设计合理的反应器高径比，配合反应区循环、出水循环和沼气循环，使反应器具有高污泥床高度、高污泥浓度、高混合度和高底物降解驱动力的特点 在分析上流式颗粒污泥床(uasb和egsb)反应器特点的基础上，提出了上流式反应器、污泥颗粒化和分相器的类型。这些基本结构和新的生物反应现象拓展了生物反应器的内涵，不仅可以指导新型厌氧反应器的开发和应用，还可以进一步拓展到好氧和缺氧生物处理领域 因此，悬浮床反应器技术继承了上流式反应器的形式，强调颗粒污泥和生物膜颗粒的统一作用，使颗粒(污泥)在流动状态下保持足够的悬浮状态 根据反应器进水、水质和运行性能的变化，在线复合反馈调节系统采用出水内外循环与沼气循环相结合的复合循环方式和技术手段，促进颗粒污泥的快速形成，保持颗粒结构和活性，实现反应器中底物与微生物的充分接触和传质，加快反应速率 它具有以下特点:1)通过调节和控制污泥床的悬浮程度，促进颗粒污泥的形成及其在反应器中的保留和更新，还促进反应器中气/液/固相之间的充分接触和传质；2)内外水循环和沼气循环的比例以及化学药剂的投加(量)可通过在线仪表自动调节和控制，实现反应器系统ph和碱度的优化控制；3)通过调节出水或沼气循环内外复合循环的方式和比例，可以保证整个系统高效、低耗、稳定运行 厌氧悬浮床理论、厌氧悬浮床反应器的流态、动力学和功能拓展等方面都取得了创新成果。示范工程已运行一年多，厌氧悬浮床反应器负荷稳定在30 ~ 40公斤/立方米·日，最高负荷达到52公斤/立方米·日，负荷指标达到国际厌氧生物反应器先进水平 已申请国家发明专利5项，形成高效厌氧生物反应器专业研究团队。该成果具有良好的社会效益和经济效益 总工程师王凯军在采访中表示，厌氧技术主要分为四个方面:工业废水领域、城市污水污泥厌氧消化处理、固体废物厌氧处理(包括填埋、农业废弃物等)。)和农村沼气 城市污水污泥厌氧消化是一个传统领域，但在技术、规模和应用方面都难以与国外相比。它与经济、政策和技术有一定的关系，最大的问题是技术因素 虽然有些人认为中国已经有先进技术的成功项目，但项目的成功并不代表整体水平 总的来说，这方面的国内外技术还有很大的差距 近二十年来，工业废水厌氧处理技术发展迅速，但与国外相比仍有一定差距 在整个厌氧技术中，只有中国农村沼气在世界上有一定的立足点，这主要包括两个方面:一是农村沼气房的应用 整个农村有2亿多农民，到2004年底，有1500万个家庭在经营沼气池，这是世界上使用最多的沼气池 二是沼气化粪池的应用 沼气化粪池相当于污水处理中的无动力反应器，在世界沼气领域处于领先地位。据不完全统计，目前我国有10-20万套沼气化粪池装置 在谈到世界农村沼气的主导原因时，王凯军说，农业部做了大量工作，政策促进了沼气的应用 在污水处理领域，业内人士(如设计院、污水处理厂等。)认为厌氧技术比较复杂，中小型工厂在技术上难以掌握和操作。 因此，10万吨以下的污水处理厂不应采用厌氧消化 相比之下，欧美80%的国家采用厌氧污泥消化 当被问及厌氧与可持续发展的关系时，总工程师王凯军说，我们应该从可持续发展的定义入手 可持续发展的定义在社会层面和技术层面是不同的 就政治或行政管理而言，一个城市建立了污水处理厂，污水排放达标，可以说是实现了可持续发展 可持续发展的本质是满足当代人的需求，而不危及后代人的发展，以满足他们的需求 其核心是协调经济发展与保护资源和生态环境，使子孙后代能够享有充足的资源和良好的自然环境 必须考虑资源消耗、土地资源占用和能源等资源占用是否合理 在技术上，我们应该考虑是采用高能耗还是低能耗、高占地还是低占地技术，还要考虑高能耗对其他行业的影响 厌氧技术本身就是一种资源回收技术，其可再生能源 在此前提下，厌氧技术是能源和资源消耗可持续发展的核心技术 总工程师王凯军的研究小组已经做了许多厌氧应用的成功案例 例如，它研究的高浓度废水适用于厌氧技术 uasb的研究从“九五”开始，新型高效厌氧生物反应器从“十五”开始研究 其中，淀粉废水的处理是一个非常成功的领域。浓度为10，000毫克/升的淀粉废水最终以一定的剩余能量供给污水处理厂。此时，污水处理厂不消耗能源，而是生产能源。 据初步统计，淀粉行业研究组的处理项目占全国总量的50%-60%以上 在厌氧技术的整个应用中，中国在淀粉行业也取得了成功，年产沼气几亿立方米，效益可观 此外，它在农业领域的应用 目前，垃圾填埋等固体废物厌氧处理技术是一个新领域 一方面，厌氧技术的发展趋势是向高浓度发展，如污泥、粪便等，其固体含量超过10% 另一方面，它正在向低浓度发展，如生活污水的lcod含量只有300-500毫克/升 总工程师王凯军在无人机系统的发明者雷丁加的指导下学习 Lettingga在20世纪70年代开发了uasb，egsb也是在uasb基础上开发的。 目前，uasb和egsb在世界上的应用已超过80 %, letting ga为厌氧技术的发展做出了巨大贡献 值得一提的是，uasb发明后他没有申请专利，莱亭加说技术为全人类服务 他高尚的人格值得称赞 此外，他还大力帮助和支持发展中国家。他的学生几乎来自一些发展中国家，如中国、东南亚、非洲和南美洲。每个月或两个月，他邀请来自不同国家和不同肤色的学生回家。 此外，从专业角度来看，uasb已经广泛应用于工业废水，但他感兴趣的有两个方面:第一，城市污水的厌氧技术，莱亭加认为，只有在城市污水的应用才是厌氧技术的真正推广 目前，厌氧处理城市污水已在印度、南美、巴西、哥伦比亚等地得到广泛推广 二是生活污水分散处理技术 这种以厌氧为核心的厌氧分散处理符合可持续发展的理念。相反，大规模建设污水处理厂，如铺设管道，不符合可持续发展的理念 (中国水网谢晓辉)