王凱軍教授,清華大學環境學院副院長,是厭氧大師lettinga教授唯一一位來自中國大陸的博士生。他是我國厭氧技術的重要推動者,是厭氧發展中扮演著承上啟下、鏈接中外、創新發展的關鍵人物。由他和左劍惡、賀延齡以及山東十方公司組成的第三代厭氧研究團隊,提出了設備標準化這樣極大促進了厭氧發展的戰略性思想,實現了UASB工藝關鍵技術和顆粒污泥培育技術的重大突破,推動實施了UASB等厭氧反應器的工程應用推廣,帶來了我國厭氧技術的迅猛發展,為我國厭氧技術的產業化做出了卓越的貢獻。如今的厭氧技術,已經在一代又一代厭氧人的努力下走向成熟,厭氧技術發展未來的方向在哪?值得大家深思。本文是王凱軍教授對未來厭氧工藝應用和創新方向的思考,根據他在“中國城鎮污泥處理處置技術與應用高級研討會(第七屆)”上的演講錄音整理而成。
1我國污泥處理處置現狀
伴隨著快速城市化進程,我國的污泥產量將不斷增加。2015年突破了3500萬噸,預計到2020年污泥產量將突破年6000萬噸。此前,污泥處理的資源化、能源化導向是非常明顯的,但是技術路線一直不是非常明確,但從這幾年國家發展改革委和住建部發布的文件來看,都對污泥處理處置的技術路線與方案選擇、單元技術、污泥處置方式及相關技術進行了明確規定,從政策的引導、技術路線的選擇、技術研發、可持續性等方面,厭氧消化技術占據了重要的位置。
圖1我國污泥處置現狀
2厭氧消化技術現狀和挑戰
既然這個題目是講厭氧消化,我個人認為厭氧技術是生態文明建設中的關鍵技術,因為在各個領域如果講資源循環利用、可再生能源等等,厭氧技術無疑是一個減排的關鍵技術,而且從技術受資金追捧程度來講,在厭氧領域有達到300倍以上的,這個數字是非常引人注目的。
厭氧消化技術的發展瓶頸:
1、污泥破壁問題:由于剩余污泥的細胞壁結構穩定、難于生物降解,所以需要解決細胞壁的破壁難題,才能保證污泥的有效降解。
2、反應效率低:普遍消化技術難以實現高效甲烷化,需要解決水解酸化菌與產甲烷菌各自最優環境,實現高效產甲烷。
3、厭氧系統能量凈輸出低:系統能耗遠遠高于系統產能,難以實現能源自給。需要解決高效熱電聯產、高濃度厭氧、多物料厭氧,才能實現自給。
這三個方面是我國厭氧消化技術目前的瓶頸,解決這三個方面的問題有不同的技術路線。
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