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自然风

铁杆木虫 (知名作家)

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[资源] 转个牛人的blog：书山有路学海无涯（1）（厌氧篇）

转个牛人的blog：书山有路学海无涯（1）（厌氧篇）
吾生也有涯，而知也无涯。此为庄子.养生主的开篇。全句为：吾生也有涯，而知也无涯。以有涯随无涯，殆已。现代译本译意为勿将有涯生命投入无尽的求知中。其实在求索无涯知识的过程中岂非乐事一件。
吾18岁学习环保工程以来，至今十载。其间酸甜兼有、冷暖自知，现今虽有一定的学识、经验，但是工程做得越多越久，越发觉得自己如同井蛙一般。此文并非论文，而是这些年来的一个自我小结，拟写三篇（厌氧篇、好氧篇、催化氧化篇）均为水处理技术，因为此为我的擅长。我将是这篇文章的第一个读者，也让我自己在读这篇文章时回忆我的青涩时代。
环保技术林林总总，饶是你有爱因斯坦的智商，也不能将所有技术完全掌握并运用自如。将厌氧篇作为第一篇，是因为我对厌氧技术最有感情。而且上学时导师的擅长也是厌氧。
我入学时，UASB刚在中国大行其道。初次接触厌氧时和许多刚入学的学生一样很注重厌氧装置的类型，很在意区分厌氧反应器的类型。也很天真的认为反应器的形式是处理的关键，当时大家一谈到UASB，马上就会说UASB因为培养得出颗粒污泥所以是最先进的反应器。我那时也是UASB的忠实拥护者。呵呵！当时认为不出几年UASB将替代大部分处理高浓度废水的装置，比如化学氧化。毛头小伙子就是要有这股劲，直至今日我都能把UASB的优点滚瓜烂熟的背出来：
1、高速的上升流速能够冲刷出颗粒污泥
2、颗粒污泥的形成可以将厌氧装置的有机负荷提高至8-15kg.COD.m3/d
3、 UASB运行无需动力，而且甲烷的产生可以作为能源而回用
4、 UASB二次启动快适合于季节性生产单位（如制糖）
5、颗粒污泥在抗毒型方面明显优于絮状污泥
6、颗粒污泥的产生使传统厌氧HRT长的缺陷不复存在
7、 UASB的高度高的特点使它的占地面积相比其他厌氧有所减小
呵呵！多么熟练的背诵呀，那时的我像一颗即将破土的种子拼命的吸收养分。萌芽期里的生活简单而有趣，同学之间的交流更会使一些现在看来幼稚的、不可行的想法得到互相的鼓励，而变得那么真实。
曾几何时评价各种厌氧的性能、设备外形成为乐此不疲的话题。厌氧滤池因为当时填料工业的不发达，许多还在用天然的填料，所以缺点大，此工艺已被我们抛弃。ABR因为设备制作简单我一直想尝试使用（这在日后成为现实，我第一个调试的厌氧就是ABR）,UASB是我心中的厌氧最高水平。三相分离器也变成了某些老师的祖传秘方。
  实践是检验真理的唯一标准，所学的知识必须要在实践中才能得到验证。我记得我的第一个实践是脂肪酸废水。当时拿到设计参数时，发现这不是典型的适合厌氧的废水吗？COD=8000mg/L,BOD=4200mg/L,PH=6-7,SS=300 mg/L.当时的主设计师我的一个师兄博士生，我们很兴奋的设计一个ABR（折流板反应器），设计参数极其保守，HRT=48h,有机负荷不足2kg。前段设沉淀除去SS,沉淀中还加入铁盐还可以去除硫酸根。我们觉得万无一失，前期接种利用厂方地沟中的底泥，再混合好氧污泥。就这样折腾了三个月产气量只能以凄惨来形容。苦恼的是我们连原因都找不到，当年是为了干私活偷偷自己接的工程，问题出现也不敢名正言顺的问老师，最后硬着头皮去请教老师，老师一语道破天机，长链脂肪酸对厌氧有制毒性。呵呵，这东西以前老师提高过，但是也不详细这大概也算留一手，后来我的师兄先撤，我留下掩护。这次掩护我的长进可远远多于在学校时。在这期间微量元素添加、流速的控制、又重新接了一次种整整忙活了半年，不知不觉之间装置的去除率达到了60%。那个厂的老板真好，没有追究我们的责任但是有个要求，需要后续再加一台装置，以达到出水达标排放。我趁机设计一台UASB。设备上去后自己联系的菌种接的种，3天出气，2个月后满负荷运行，出水最低COD=300mg/L。之后，我一连设计了4台UASB,在这之间我慢慢感悟到了厌氧运行了关键。
02年后新的厌氧装置开始出现如EGSB、IC等，我有幸参与EGSB的调试，帕克公司和我们竞争了几个项目，之间我对IC也着实下了一番功夫去研究。
至今，在于厌氧工艺来说，我已能算一个入门之人。厌氧工艺的优劣、成功运行的关键，均有所感悟。
厌氧工艺的优劣：
我现在的认识而言，环保工程没有最好的技术只有最适合的技术。厌氧的优点在于能够比好氧耐受更高的有机负荷，又比物化处理更节省运行费用。但是其有一定的缺点。
1、比如对含有大量酸类物质的废水处理就要相当谨慎特别是长链的酸，因为甲烷菌比较能利用的也只有甲酸、乙酸、丙酸。壬酸、癸酸对甲烷菌的抑制相当大，而且不易驯化。
2、厌氧的处理需要温度，在南方不像北方有那么多的剩余蒸汽，这样加温的费用提升了运行费用。
3、厌氧产生的沼气利用价值并不高，特别是小水量的。那么厌氧产生的沼气又变成了另一种污染物而且是危险品。
但是厌氧工艺在某些废水的处理中有着不可替代的优势，比如发酵工业的废水最有效的处理方法就是厌氧。还有抗生素类的废水，因为甲烷菌属于古细菌所以对红霉素、青霉素等抗生素不敏感，这是好氧菌种无法比拟的。

   厌氧运行的关键：
现在对我来说厌氧装置只起着更好发挥厌氧反应的辅助作用，真正的主角是菌种，现在的本科生学得比较杂，一般不会也没有机会专业的系统的研究一下菌种。所以无法懂得其中奥妙。很少本科生能不翻书的回答出以下几个问题（我并没有贬低本科生的意思）：
1、厌氧菌的分类
2、甲烷菌的分类（大类）
3、各自利用乙酸的速率
4、硫酸根的浓度抑制
5、微量元素的添加种类
6、微量元素的添加量
7、初次启动的接种量
8、初次启动的负荷递增时间表
但是这就是厌氧运行的关键，每次在设计前问自己的问题越多那么设计也就越完善。我在设计时一般会问自己以下问题：
1、这是什么类型的水适不适合厌氧处理
2、硫酸根是否有抑制
3、盐分是否有抑制
4、是否还有其他的抑制物
5、是否会引起酸中毒（这并不是指脂肪酸抑制中毒，而是产酸菌过多抑制甲烷菌生成）
6、根据厂方的现实条件上什么厌氧工艺
7、设计多少HRT
8、负荷定多少（太高厌氧菌死亡，太低投资就大了）
9、采用何种布水
10、上升流速设定多少
11、微量元素设定多少
12、如何添加微量元素
13、如何检修
14、如何设计三相分离器
15、是否要回流
16、沼气的出路
17、碱度的控制
18、管壁结垢问题
19、气水区防腐问题
20、如何比避免厌氧产生的中间产物抑制后续好氧装置
冰冻三尺非一日之寒，我现在的感觉是虽已入门，但是每个工程中仍会遇到棘手问题，只有借用离骚中的一句话作为结束：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索

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