什么叫厌氧流化床(AFB)

厌氧流化床(AFB)反应器内填充着粒径小、比表面积大的载体，厌氧微生物组成的生物膜在载体表面生长，载体处于流化状态，具有良好的传质条件，微生物易与废水充分接触，细菌具有很高的活性，设备处理效率高。

将生物流化床与接触氧化法相结合的复合生物流化床方法，使淀粉废水先经过流化的生物载体后再经填料层，处理北京某淀粉厂的废水，COD去除率达90%左右，废水可达标排放。该方法可使生物流化床技术与接触氧化法的优缺点相互补充，大大提高了处理效率。
厌氧流化床是使附着微生物的填充材料的有效表面积Z大，而填充材料所占反应槽的体积Z小，保证体系内附着的活性微生物浓度Z大的反应器。实验室和中试研究都表明用AFB处理制浆造纸废水能达到比其他GX厌氧反应器高得多的负荷率，同时保持相似的处理效果。在法国经过1年中试后，生产型的AFB投人使用，其BOD和COD的去除率分别可达53.3％和72.2％，负荷率可达35 kg（COD）／（m3·d）。周健等对中温「（30士2）℃」条件下颗粒活性炭（GAC）载体厌氧流化床反应器处理硫酸盐草浆废水进行了研究，完成了微生物的驯化，并在此基础上对厌氧流化床处理硫酸盐草浆废水的性能进行了研究，当进水COD浓度为2 000-5 000 mg／L，水力停留时间（HRT）为3-9h时，COD去除率为50.1％-70．2％，容积产气量1 .46-3 .00m3／（m3·d），有机容积负荷可达43 .2 kg（COD）／（m3·d）。

ZG水网近日采访了北京市环境保护科学研究院的总工程师王凯军，王凯军总工长期从事水污染控制的研究、开发和技术推广，主持设计了多个较大废水ZD治理工程。还主持国家“七五”、“八五”、“九五”和“十五”攻关课题，在业内有着广泛的影响力。
前段时间，由王凯军总工牵头的863课题刚刚结题。该课题是国家重大专项水污染控制技术与治理工程之一，由北京市环境保护科学研究院、清华大学环境科学与工程系、西安交通大学和济南十方环保有限公司共同承担。课题开发了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GX厌氧生物反应器的特点，综合考虑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，配合反应区内循环、出水循环和沼气循环，使反应器具有污泥床层高、污泥浓度高、混合程度高、基质降解推动力高的特点。通过对升流式颗粒污泥床(UASB和EGSB)反应器特性分析的基础上，提出升流式反应器型式、污泥颗粒化和相分离器，这些基本构造型式和新的生物反应现象扩大了生物反应器的内涵，不但可以指导新型厌氧反应器的开发和应用，而且可以进一步扩大到好氧、缺氧生物处理领域。因此，在悬浮床反应器工艺继承了升流式反应器的形式，强调颗粒污泥和生物膜颗粒的统一作用，在流态上保持颗粒(污泥)处于充分的悬浮状态。根据进水量、水质以及反应器运行性能的变化，通过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的方式和技术手段，以促进颗粒污泥的快速形成以及颗粒结构和活性的维持，实现反应器内基质与微生物之间充分接触和传质，加快反应速率。具有以下特点：1) 通过调节和控制污泥床层的悬浮程度，促进颗粒污泥形成及在反应器内的滞留和更新，同时也促进反应器内气/液/固三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、化学药剂的投加(量)等可以通过在线仪表进行自动调节和控制，可实现反应器系统内pH和碱度的Z优控制；3) 通过调控出水内、外复合循环或沼气循环的方式和比例，可以保证整个系统的GX、低耗、稳定运行。
该课题在厌氧悬浮床理论、厌氧悬浮床反应器流态、动力学、功能扩展等方面取得了创新性成果，示范工程已运行一年以上，厌氧悬浮床反应器负荷稳定在30~40kgCOD/m3.d，Z高负荷达52 kgCOD/m3.d，负荷指标达国际厌氧生物反应器先进水平。已申请了国家发明ZL5项，形成了GX厌氧生物反应器的专业化研究队伍，所取得的成果具有较好的社会和经济效益。
在采访中，王凯军总工谈到目前厌氧技术主要分为四个方面：工业废水领域、城市污水污泥的厌氧消化及厌氧处理、固体废弃物（包括垃圾填埋物、农业废弃物等）的厌氧处理和农村沼气。城市污水污泥的厌氧消化是比较传统的领域，但在其技术、规模和应用上很难与国外相比较，其与经济、政策和技术有一定关系，而其中Z大的问题是技术因素。尽管部分人士认为国内已经有很成功技术也很先进的项目，但是一个项目的成功并不能代表整体水平的高低。就整体而言，国内这方面的技术与国外还是有很大的差距。工业废水的厌氧技术近二十年来发展的比较快，但较国外也还有一定的差距。在整个厌氧技术中，ZG只有农村沼气在世界上有一定的立足之地，主要包括两方面：其一是农村沼气室的应用。整个农村有2亿多户农民，到2004年年底有1500万户在运行沼气室，其在全世界应用Z多。其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式反应器，其在全世界的沼气领域中都比较lingxian，目前据不完全统计全国有10-20万套沼气化粪池的装置。当谈及农村沼气在世界lingxian的原因是，王凯军说主要是农业部做了大量工作，政策推广了沼气的应用。而在污水领域，业界的人士（如设计院、污水处理厂等）认为厌氧技术比较复杂，中小型的工厂在技术上掌握困难，在运行上也很困难。因此在政策上推行10万吨以下的污水处理厂不要采用厌氧消化。相比而言，欧美一些国家80%都是采用厌氧污泥消化。
当问及厌氧与可持续发展的关系时，王凯军总工说首先得从可持续发展的定义谈起。可持续发展在社会层面和技术上的定义是不一样的。就政治或是行政管理而言，一个城市建立了污水处理厂，污水达标排放得到治理，就可以说该城市得到了可持续发展。而可持续发展的本质是既满足当代人的需求又不危害后代人满足其需求的发展。其核心是经济发展与保护资源、保护生态环境的协调一致，是为了让子孙后代能够享有充分的资源和良好的自然环境。要考虑到对资源的消耗、对土地资源的占用、能源和其他资源的占用是否合理。在技术上要考虑采用高能耗还是低能耗、高土地占有还是低土地占有的技术，同时还要顾及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。在这种前提下，从能源、资源的消耗上而言，厌氧技术是可持续发展的核心技术。
王凯军总工所在的课题组做了很多厌氧应用的成功案例。比如说其研究的高浓度废水适于采用厌氧技术。在“九五”中就开始做UASB的研究，而其后的“十五”中又开始研究新型GX厌氧生物反应器。其中淀粉废水的处理是非常成功的一个领域，浓度在10000mg/l的淀粉废水Z后在具体的处理工程上回收的能源供给给污水处理厂还有一定的富余，此时污水处理厂非消耗能源而是能源产出。初步统计该课题组在淀粉行业的处理工程占全国总量的50%-60%以上。
在整个厌氧技术应用上，ZG比较成功地也是在淀粉行业，年产沼气可达几亿方，效益非常可观。此外就是农业领域的应用。目前固体废弃物如填埋垃圾的厌氧技术是一个新的领域。厌氧技术的发展趋势一方面是向高浓度发展，如污泥、粪便等都是10%以上的含固量。另一方面是向低浓度发展，如只有300-500mg/lCOD含量的生活污水。
王凯军总工师从UASB的发明人G.lettingga。lettingga在20世纪70年代开发了UASB，随后在UASB的基础上开发出的EGSB其亦是开发人之一。当今世界上UASB与EGSB的应用超过了80%，lettingga对厌氧技术发展的贡献非常大。值得一提的是他在UASB发明后没有申请ZL，lettingga说技术是为全人类服务的。其人格的高尚值得称赞。另外他对发展中的国家帮助和支持非常大，其学生几乎都来自ZG、东南亚、非洲和南美等一些发展ZG家，每一两个月他都会请各个国家、各种肤色的学生到家里。此外，从专业角度而言，UASB在工业废水已经广泛地应用，但他感兴趣的还有两方面：一为城市污水的厌氧技术，lettingga认为只有在城市污水中得到应用才是厌氧技术的真正推广。目前城市污水的厌氧已在印度、南美、巴西、哥伦比亚等地方大力推广。其二是生活污水的分散处理技术。这种以厌氧为核心的厌氧分散处理符合可持续发展的思想，相反大规模地建污水厂象铺设管道之类反而并不符合可持续发展的思想。