污水处理设备之污水处理设备 之折流式厌氧反应器的工艺特性及其运用

1 新型厌氧反应器及新工艺理念

　　实践表明，一个成功的反应器必须是：①具备良好的截留污泥的性能，以保证拥有足够的生物量；②生物污泥能够与进水基质充分混合接触，以保证微生物能够充分利用其活性降解水中的基质。同时，研究人员基于对各类化合物厌氧降解机理研究的进展，从厌氧底物降解途径和动力学两方面入手，分析提高和保持反应器内微生物活性的可能措施，并与反应器的设计相结合，全面提高反应器的性能。
　　厌氧过程实质是一系列复杂的生化反应，其中的底物、各类中间产物、最终产物以及各种群的微生物之间相互作用，形成一个复杂的微生态系统，类似于宏观生态中的食物链关系，各类微生物间通过营养底物和代谢产物形成共生关系(symbiotic)或共营养关系(symtrophic)。因此，反应器作为提供微生物生长繁殖的微型生态系统，各类微生物的平稳生长、物质和能量流动的高效顺畅是保持该系统持续稳定的必要条件。如何培养和保持相关类微生物的平衡生长已经成为新型反应器的设计思路。
Lettinga教授^[1]在展望未来厌氧反应器发展动向时指出，现有的各类高效厌氧反应器中，上流式污泥床(USB)系统是最受欢迎的，也是最有发展前途的，上流式厌氧污泥床(UASB)系统在全球范围的风行可以作为例证。USB系统的一个优点是反应器内水流方向与产气上升方向相一致，一方面减少堵塞的机会，另一方面加强了对污泥床层的搅拌作用，有利于微生物与进水基质的充分接触，也有助于形成颗粒污泥。关于新型高效反应器，Lettinga在推荐膨胀颗粒污泥床反应器EGSB(Expanded Granular Sludge Bed)的同时，提出了另一个极有前途，同时也是极富挑战性的新工艺，即分阶段多相厌氧反应器技术SMPA(Staged Multi-Phase Anaerobic Reactor)^[1]。
　　实际上SMPA并非特指某个反应器，而是一种新工艺思想。据称，该工艺将适用于各类温度条件，从低温(<10 ℃)直到高温(>55℃均可运行，对于各种含抑制性化合物的化工废水也能适应。
SMPA的理论思路是：
① 在各级分隔的单体中培养出合适的厌氧细菌群落，以适应相应的底物组分及环境因子(pH,H₂分压值等)；
② 防止在各个单体中独立发展形成的污泥互相混合；
③ 各个单体内的产气互相隔开；
④ 工艺流程更接近于推流式，系统因而拥有更高的去除率，出水水质更好。
　　从上述的思路可以看出，SMPA的理论依据来源于对厌氧降解机理的最新理解。Lettinga指出，组成SMPA的单体反应器既可是EGSB，也可是UASB。