是實(shí)現(xiàn)有機(jī)物能源化和生物強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新研究的重點(diǎn)。在2020（第二屆）中國城市水環(huán)境與水生態(tài)發(fā)展大會上，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞漢青教授作了《厭氧處理技術(shù)：困境和出路》的報告，系統(tǒng)介紹了厭氧處理的發(fā)展歷史，實(shí)用性厭氧技術(shù)的進(jìn)展及近年來在厭氧領(lǐng)域的研究探索，并分享了他對厭氧處理技術(shù)未來研究方向的一些思考。

 

 

厭氧處理發(fā)展簡史

 

美國斯坦福大學(xué)perry l.mccarty教授于1985年在廣州第四屆國際厭氧消化大會作了“厭氧處理一百年”的報告，系統(tǒng)回顧了厭氧處理的發(fā)展歷史：1880年~1950年間開發(fā)的第一代厭氧反應(yīng)工藝（傳統(tǒng)化糞池和厭氧污泥接觸工藝），水力停留時間長（14天），效率低；1969年mccarty教授的學(xué)生james young發(fā)明了厭氧濾池，實(shí)現(xiàn)了固體停留時間和水力停留時間的分離，水力停留時間縮短至8小時，實(shí)現(xiàn)了廢水的常溫厭氧處理；之后m.p.bryant教授提出了厭氧處理的“水解酸化、發(fā)酵產(chǎn)酸、產(chǎn)甲烷”三階段理論，至此奠定了現(xiàn)代厭氧處理的技術(shù)和理論基礎(chǔ)。荷蘭瓦赫寧根大學(xué)gatze lettinga教授在厭氧濾池基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，發(fā)明了第二代厭氧反應(yīng)器-uasb上向流厭氧污泥床反應(yīng)器，處理效率更高，運(yùn)行更穩(wěn)定，之后他又發(fā)明了流化狀態(tài)的反應(yīng)器，即egsb厭氧顆粒污泥床反應(yīng)器，并與荷蘭帕克公司(paques)合作開發(fā)了ic內(nèi)循環(huán)厭氧污泥床反應(yīng)器，這些被稱為第三代厭氧生物反應(yīng)器。上世紀(jì)80年代末90年代初是整個厭氧處理技術(shù)研發(fā)和運(yùn)用的巔峰時代。

 

 

 

實(shí)用性厭氧技術(shù)的發(fā)展

 

俞漢青教授介紹了相關(guān)實(shí)用性厭氧技術(shù)及其進(jìn)展，主要包括：

 

厭氧生物脫硫：paques公司和lettinga教授合作開發(fā)了sulfateq工藝，將硫酸鹽還原成為s0，實(shí)現(xiàn)硫回收；開發(fā)了thioteq metal工藝，將重金屬以硫化物的形式沉淀回收。

 

零價鐵促進(jìn)厭氧廢水處理技術(shù)：零價鐵或銹蝕鐵屑的加入顯著提高厭氧反應(yīng)器的處理效率，大連理工大學(xué)張耀斌教授、全燮教授已將這種技術(shù)應(yīng)用于制藥廢水、化工廢水和污泥處理工程。

 

厭氧處理系統(tǒng)營養(yǎng)回收集成技術(shù)：中科院城市環(huán)境研究所趙全保博士等人的專利技術(shù)，即利用空氣、廢熱、可再生電和硫酸，生產(chǎn)a級粗纖維、硫酸銨肥料和富磷有機(jī)肥，并在養(yǎng)雞場、養(yǎng)牛場等開展了技術(shù)示范。

 

厭氧處理反應(yīng)器診斷和預(yù)警技術(shù)：針對厭氧反應(yīng)器運(yùn)行不穩(wěn)定的問題，俞漢青教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了在線監(jiān)測系統(tǒng)、新型評估指標(biāo)及智能診斷軟件，構(gòu)建了厭氧處理反應(yīng)器診斷和預(yù)警系統(tǒng)，建立了厭氧反應(yīng)器預(yù)警示范工程。

 

無需三相分離器的新一代高速厭氧反應(yīng)器技術(shù)：俞教授最后介紹了paques公司的biopaq?icx產(chǎn)品，通過創(chuàng)新性一級氣水分離、二級泥水分離設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提升了反應(yīng)器的單位體積負(fù)荷率，提高了生物質(zhì)的截留效率。

 

 

 

近年來在厭氧領(lǐng)域的研究探索

 

俞教授介紹了近年來在厭氧領(lǐng)域的研究探索，主要包括：當(dāng)前熱門的微生物種間直接電子傳遞（diet）研究、俞教授團(tuán)隊(duì)開展的轉(zhuǎn)化纖維素類廢物的人工瘤胃仿生系統(tǒng)研究、厭氧發(fā)酵產(chǎn)品的高值化（生產(chǎn)中鏈脂肪酸、聚羥酸丁酸酯pha/phb）研究、微生物燃料電池（mfc）研究及厭氧膜生物反應(yīng)器（anmbr）研究，并簡要點(diǎn)評了上述研究的發(fā)展瓶頸或前景。

 

厭氧處理技術(shù)的出路

 

針對厭氧處理技術(shù)的未來發(fā)展方向，俞漢青教授認(rèn)為，應(yīng)深入推進(jìn)基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及代謝組學(xué)等多維組學(xué)技術(shù)在厭氧處理系統(tǒng)中的應(yīng)用；借助合成生物學(xué)的發(fā)展，從“自上而下解耦微生物”轉(zhuǎn)變?yōu)椤白韵露现貥?gòu)微生物組”；推進(jìn)基因編輯技術(shù)的環(huán)境應(yīng)用，并介紹了團(tuán)隊(duì)利用基因編輯的方法重塑希瓦氏菌的胞外電子傳遞路徑、提高了污染物降解能力的研究結(jié)果；以及新近發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌厭氧合成乙烯和甲烷的新途徑，提示未來可聚焦于生物產(chǎn)乙烯等。

 

 

 

最后，俞教授分享了他對厭氧技術(shù)未來研究方向的建議，包括傳統(tǒng)厭氧技術(shù)（如厭氧酸化、兩相厭氧）的再探索、城市污水/生活污水厭氧處理技術(shù)、微生物組學(xué)的應(yīng)用、合成生物學(xué)新方法和基因編輯新技術(shù)的應(yīng)用以及厭氧處理功能的拓展。

 

來源：北極星水處理網(wǎng)