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厌氧理论和技术的发展前景


  尽管污水厌氧处理技术可追溯到100多年前,但由于它的生态的、绿色的、低成本的特性,该技术仍在迅速发展以不断适应污水处理要求。高效反应器的不断开发应用和其内在机理不断被发现,将进一步加深对污水厌氧处理的理解和对新型反应器更广泛的应用。
  优化反应器系统
  许多研究和设计致力于改善颗粒污泥床反应器,目标是减小传质阻力和提高有机负荷率。进一步的期望在于如采用分级污泥床系统处理特殊污水,如化工污水。对于毒性、难降解有机化合物的处理,有意义的期望在于厌氧反应器。应将现有的相关成熟技术最大程度地集成和整合,突破整合过程中的技术难点和关键技术,开发出具有实际应用价值的多级多相厌氧处理工艺。
  出于对生活污水的重视,必须集中注意力解决反应器悬浮物的流失和低温条件下的低水解率。随着反应器对污水、固体废物、污泥中所含复杂有机物处理极限的逼近,提高厌氧微生物对复杂有机物水解性能是一项重要的任务。
  传统的污泥和固体厌氧消化经常需要长停留时间以完成反应过程。缩短反应时间将是厌氧技术发展的动力。
  利用厌氧转化的特殊性质
  厌氧技术能够有效地降解数种有机微污染物质特别是有机卤化物、取代芳香族化合物和偶氮交联物。组合的厌氧/好氧技术对于工业污水和含有工业污水的市政污水有愈来愈大的吸引力。厌氧技术的特殊能力决定了厌氧技术具有其它技术所无法比拟的地位。
  要求最终产物是绿色、安全的目标使厌氧转化的特殊性质被进一步利用。遵循农业土地循环的污泥消化是厌氧工艺在世界范围内最大的应用。制定出重金属和残留污染物的精确规则将使在消化污泥上进行食品生产成为可能。随着对“残留污染物”的重视,对消化污泥研究设计出控制其有机污染物和重金属的清洁污泥的厌氧/好氧的新理论是十分重要的。
  作为污水再生利用的核心技术
  对于污水处理系统的产物(包括处理出水),将来工艺的主要进展是预处理和提高处理效率,包含结合物理、化学、生物处理单元的工艺。显然厌氧技术是有机物矿化的可持续的处理方法,该技术将成为污水处理回用的核心技术。因此,厌氧处理技术在原材料工业、加工工业、农业加工业污水处理回用的水处理有望发挥主要作用。
  完善反应数学模型和工艺控制过程
  将来在模型和运行控制的进展将导致厌氧处理技术在污水处理工程中更广泛的应用。目前模糊逻辑、神经网络、分形理论都已成功地应用于数学模型和系统控制,具有缩短启动时间和优化系统运行效果的特点[20].精确描述厌氧生化动力学的数学模型促进了人们对厌氧过程的深入认识,解释厌氧处理过程在将来继续发展的必然性。有必要建立一个基于未来研究的一般平台,统一世界范围应用的各种符号,设置一般动力学模型的基础模型是工艺设计的基础,同时对工艺过程的控制也是重要的。数学模型的开发成功和应用,有助于应用工艺设计和运行。
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