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回顾一下厌氧的发展历史,污水处理最早是从厌氧开始的,从腐化池,到上世纪三十年代的时候提出的厌氧接触工艺。值得一提的是70年代中期荷兰学者lettinga教授发明了UASB,把负荷大幅度的提高,在UASB里生成颗粒污泥以后采用EGSB和IC反应器,使得污泥的处理负荷进一步提升,这是一个巨大的进步。
相反地,我们的厌氧消化池虽然也有一些进展,是比较重大的环境领域的共性技术,它可以处理污泥、处理餐厨、可以处理畜禽粪便,甚至现在农业用它处理秸秆,我们还有一些厂子用它处理垃圾,但是到今天进展却有限,只是在材料、搅拌、发电设备等方面进行了一些改进,在原理上比几十年前没有太大的改变。这样就给污泥处理带来一个问题,采用消化池以后它的经济效益低下,因为采用消化池处理厌氧之后,还要考虑污泥需要不需要高干脱水,需不需要堆肥、焚烧,后续处置怎么办等方面问题。
我们的投资已经达到20多万到60万,每吨污泥的处置费用需要几百块钱。在这样的情况下,再加上后续的处理,例如德国厌氧消化后还需要焚烧,在欧洲厌氧消化以后还要做堆肥,所以它的经济效益是非常差的。这只是简单的一些统计,怎么解决这一系列的问题,还涉及到共性的反应器、反应原理的问题。像污泥与秸秆废弃物,预处理要求高,停留时间长,产气率低。污泥与餐厨垃圾,负荷低。
图4厌氧消化池应用领域和问题
3厌氧消化技术创新思路
我先给大家举个例子:大家知道美国航天飞机的大小是怎么确定的吗?是由两个推翼的大小来决定的,推翼的大小跟它的运输工具有关系,用火车运输,又跟隧道有关系,这样推下来以后跟古罗马的马车有关系,最终是由马屁股的大小决定的。举这个例子是想问两个问题:我们的厌氧消化一定要用厌氧消化池吗?厌氧稳定一定要产甲烷化吗?实际上在厌氧的水解酸化阶段已经完成了有机物的分解,固态的污泥已经变成了溶解性的状态,如果此时把污泥拿出去就已经完成了污泥的稳定化阶段,而产甲烷是溶解性状态的问题。
为什么对产甲烷化提出疑问?
第一,除甲烷外,在厌氧消化里头还产生其它物质,如乙醇、乙酸、丙酸、丁酸、产氢等等。以前我们认为就只产甲烷,实际上国际上对PHA、染料以及合成新的长链脂肪酸都有一些研究,这些研究是建立在水解酸化的基础上,为此还专门成立了一个平台——VFA平台,在这个平台上我们可以做很多不同于传统的事情。
图5厌氧消化产物
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