厌氧生物处理<四>——厌氧消化技术发展过程

第一阶段：处理废水和污泥

第一阶段，从1881年法国莫拉斯（Mouras）建造自动净化器至20世纪20年代，是厌氧消化应用于废水处理的初级阶段。

其中有法国的自动净化器（1881年）、英国孟克列夫（Moncrieff）设计的装有填料的升流式反应器（1891年）、类似于现代的厌氧滤池、英国的化粪池（1895年）和德国的殷霍夫（Imhoff）池（双层沉淀池）（1905年）。

 此阶段的特点：在处理废水的同时也处理废水所产生的污泥。

殷霍夫（Imhoff）池（双层沉淀池）

废水从一端流入，从另一端流出，两侧沉淀区分离出的污泥，在池中间的中下部分消化，产生的沼气从中间上部分排出，不会影响两侧的沉淀区。

第二阶段：处理污泥

第二阶段，处理污泥为主，厌氧消化。      

沉淀池和活性污泥法的应用，污泥数量日益增多，其稳定化处理的主要手段仍是厌氧消化。将厌氧消化用于污泥的稳定化处理，并设置单独消化污泥的消化池，这是厌氧消化应用的第二阶段的主要特征。

1927年，首次在消化池中装上了加热装置，使产甲烷速率显著提高，沼气的利用也发展得很快。后来有人在污泥消化池中设置了机械搅拌器，50年代初又开发了利用沼气循环的装置使细菌和物料接触充分，消化速率进一步提高。这种带有加热和搅拌装置的消化池，被称为高速消化池，得到了广泛的应用，至今仍是城市废水处理厂中污泥处理的主要技术。    

传统消化池又称低速消化池，无加热和搅拌装置；有分层现象：只有部分容积有效；消化速率很低，HRT很长（30~90天）。

第三阶段：处理污水

第三阶段：先进、高效的厌氧消化反应器，处理污水

1955年，契罗伯特(schroepter)参考活性污泥法流程开发了厌氧接触法问世。

采用了二沉池和污泥回流系统，使厌氧消化池中生物固体浓度得以提高，污泥龄得以延长，处理能力大大提高。它最初被应用于食品包装废水的处理，取得了很好的效果。至今，人们公认厌氧接触法的诞生，标志着厌氧消化工艺的发展进入了一个更新的阶段。

新阶段出现了一系列先进、高效的厌氧消化反应器：

①美国扬和麦卡特(Young和McCarty)开创的厌氧滤池(1972)（适用于含SS低的高浓度有机废水厌氧处理、低浓度有机废水厌氧水解）；

②荷兰莱廷格(Lettinga)等人开创的升流式厌氧污泥床反应器(1979)（高浓度有机废水厌氧处理、低浓度有机废水厌氧水解、剩余污泥消化）；

③加拿大Guiot于1984年开创厌氧流化床。

新型厌氧消化反应器的共同特点：

①保持很高浓度的生物固体。生物固体在反应器中停留时间很长。

②微生物不再呈悬浮生长状态，而是呈附着生长状态，在滤池类中，微生物附着生长在载体的表面。

③升流式厌氧污泥床反应器中，微生物互相粘结缠绕，形成紧密的颗粒，这种颗粒污泥产甲烷活性高，沉淀性能好。

新型反应器的上述特点，使其有机负荷大大提高，反应时间显著缩短，因此厌氧消化又重新被应用于废水处理。新应用：

①用以处理高浓度有机工业废水；

②厌氧消化在城市废水处理中的应用；

③厌氧过程与好氧过程的串联配合使用，还可以起到生物脱氮、除磷的作用；对含有生物难降解的有机物的工业废水，可以显著地提高效果；厌氧过程还有利于控制活性污泥系统中的污泥膨胀。