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“饮水思源,喝水不忘掘井人”这是公司字号的来源,也是思源人做人的基点

带你了解整个厌氧技术在中国的发展

分类:
新闻中心
作者:
闫国卿
来源:
发布时间:
2020/07/23
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厌氧技术的历程及现状

国际上厌氧技术的发明早期为美国McCarty的厌氧接触氧化技术与欧洲的厌氧流化床技术。中国是个农业国家,很早就有用厌氧技术。但为了解决水环境问题而应用厌氧技术大概是在二十世纪70年代后期与80年代中期。关键点是在1976-1977年,荷兰的Lettinga教授发明了UASB,国内的科研院校大概也在1982年前后开始在实验室做十几升规模的厌氧技术研究。技术的应用大概从1988、1989年开始,比如苏州第二制药厂,在上世纪80年代中后期就应用了厌氧流化床,但不是很成功。此后,在酒精厂、制药厂开始陆续出现厌氧反应器、发酵罐。

1992年,Lettinga教授第一次来中国讲学,中国的厌氧技术研究人员,报出了大概有53个项目。

Lettinga教授看到项目名单就笑了,指出主要问题是厌氧技术的应用范围太广。高浓度有机废水不一定是容易生物降解的,而厌氧技术主要是应用在高浓度有机废水中容易降解的废水处理中。

中国当时有个有意思的现象,就是自从Lettinga教授来中国讲学后,中国人人都会厌氧了。1992年前后,我国应用的厌氧反应器大概有上百个(100-200个),总规模大概有1万立方米。

到1996-1997年,各大院校开展了厌氧反应器的应用实践,在啤酒、柠檬酸、酒精、造纸等行业开展了研究及工程实践。到2012年,我国深度厌氧反应器处理规模达到1亿立方米,比1992年的1万方增长了1万倍,发展速度可以说很快。从世界范围来看,目前全球约有2亿立方米的厌氧反应器,1亿在中国,保有量达50%以上。

总体来说,1990年之前,我国对厌氧技术主要是研究和模仿。1990-1995年,由于留学生归国及第一批大学生的成长,各种院校对厌氧的研究有较快的增长。

1995年之后,尤其是1998年之后,大学及研究院作为黄埔军校,如清华大学、农业部成都的沼气所等,培育及分裂出了一大批环保公司,厌氧技术的环保公司层出不穷的涌现。这时也有国外的公司进来,比如帕克、威立雅等,各站山头。

目前很多公司都在做多元化的发展,比如帕克公司以厌氧为龙头,但也做好氧。山东思源水业把厌氧技术带进了造纸行业,已有二十多年的污水处理经验,现在已转型为污水处理综合服务商!

可以说,1998年之后,厌氧反应器设备总量每年约有20%-30%的增长。到2013年,厌氧界的发展进入了“新常态”,结束了快速发展期,由于局部产能过剩等原因厌氧反应器的增幅也开始下降。

与国外对比看,在工业废水领域目前我国的厌氧技术比美国好,但比荷兰、德国使用的水平和层面低;在生活污水领域,我国的浅度厌氧技术应用情况不亚于美国及欧洲,但整体要低于印度、巴西、哥伦比亚以及赤道附近的国家。

厌氧技术的工程实践

厌氧的工程实践,最早清华大学做了一批,我们进入得还比较晚。

柠檬酸行业

上世纪90年代,柠檬酸是我国单化学物质出口最大的行业,也是唯一一个出口率达70%的行业,但废水达标处理一直存在较大问题,被称为“癌症行业”。

利用厌氧技术处理柠檬酸废水有几个优势:一是温度比较稳定;二是可以分流,比如高盐废水可以单独排放;三是没有固体,柠檬酸出水是一点固体也没有。

厌氧技术处理柠檬酸废水还有一个特点,就是如果做得好会很好,如果不好就是一点效果也没有。

目前来看,柠檬酸行业是我国第一个大量产颗粒污泥的。

啤酒行业

上世纪90年代早期,我国就开始在啤酒行业进行厌氧技术的工程实践,但做的不够好。为什么?主要原因是早期啤酒厂不节水,出水水温低、COD浓度也低。

如果用厌氧技术,企业需要加蒸汽保温,不经济,不如做好氧(1kg COD耗电大约0.3-0.5度)。同时,在1000-3000mg/LCOD中等浓度负荷下,好氧技术可以取代厌氧,实现达标排放。况且厌氧特别难伺候,浓度越高越容易达标,中等浓度反而不容易达标,因此早期厌氧技术在啤酒行业应用并不是特别成功。

到90年代中后期,随着国家对环保的重视及对清洁生产的推进,啤酒行业发生了一个重大改变——节水。节水后啤酒厂出水COD浓度可以达到5000mg/L左右甚至更高,同时水温也可以了,只需要冬天偶尔加热,夏天偶尔降温即可,但沼气产出更多,热量产出和投放基本平衡,并略有盈余。。

1998-2003年,我们啤酒的处理规模约100万吨。整体来看,目前啤酒行业80%以上污水处理项目以厌氧为主,60%以上的污染物由深度厌氧处理技术去除。

酒精行业

1979-1986年,北京轻工院、成都所、上海轻工院的一批专家利用厌氧技术做了一批酒精废水的处理。现在许多环保公司也开始介入到这个行业。

造纸行业

对造纸行业贡献最大的是帕克环保山东思源,他们在珠三角地区和华北地区做了较多的工程实践。

厌氧技术在造纸废水行业也遇到了一些问题:首先是容易结石,由于厌氧塔的结构及材料问题,塔内特别容易结碳酸钙,类似钟乳石;其次,厌氧塔的价格贵,做得小,稳定性差;最后是水温问题,但水温问题基本上能解决,如在长三角地区,夏天大概需要30天降温,冬天需要短时间加温(如果车间改造的好基本上不需要加温),珠三角地区基本上是以降温为主,加温为辅。

对于厌氧塔结石的问题,山东思源水业大概用5年的时间解决了这个问题。2000年以后,造纸行业一吨纸产废水量由90年代的40m降到了20 m,现在大概只有5 m。以前很多的好氧处理工艺在旁边加了厌氧塔,整体来看,造纸行业大约50%以上采用了厌氧处理技术。

玉米淀粉行业

国内外进入市场可直接食用的淀粉及淀粉糖90%以上是玉米淀粉,除此以外还有红薯淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉等。

但当时也遇到了一些问题,第一个问题是含有亚硫酸的浸泡水(玉米软化水)进入了污水处理系统;第二个问题是产生了大量的鸟粪石(磷酸铵镁),系统运行得好的确会产生大量的鸟粪石,但可以通过不停地酸化酸败使鸟粪石溶解,我们大概用4、5年的时间解决了这个问题。

玉米淀粉废水遇到的问题首先也是温度问题。 原来一吨淀粉用30~50吨水,现在一吨淀粉仅用1-2吨废水,节水的效果使废水温度变高,同时废水中COD浓度也变高了,COD浓度由2000~3000mg/L变为15000~20000mg/L,温度和浓度的变化更利于厌氧技术的运行和管理,好氧就没有了竞争力。

近几年,国内厌氧技术在玉米淀粉废水行业的应用达到60%~70%,将来可能还会有所提高,但这个行业目前基本是饱和的,大部分都是在做改造。

其他行业

还有一些特殊行业,如制药废水。从行业的发展看,制药废水比较特殊,它要建立在小试、中试基础上,然后借鉴于其他行业的厌氧技术。但厌氧技术差距不大,可能就在材料及前面的预处理上有所区别。