中国工业厌氧发酵技术发展现状及展望

与国外应用情况类似，这与我国接触工艺应用比较广泛有关。从酒精行业废水厌氧消化技 术的应用情况来看（图４），完全混合（包括接触工艺）占酒精行业应用总数的６０％，这与 中国的粮食酒精废液浓度高、悬浮物高有关。另外，ＥＧＳＢ反应器在中国的应用已经进入 生产规模。
图５为我国在各个行业采用各种厌氧处理技术的统计，从国内厌氧技术的应用领域分 析，酒精、屠宰、啤酒和淀粉废水处理占所有应用领域的９０％以上。我国酒精废水作为高 浓度污水是应用厌氧技术最为广泛和成功的领域之一。
２） 大中型厌氧工程是一项复杂的系统工程．必须有相应的服务体系作保障。近年来， 一些地区己相继成立沼气工程服务公司，为企业提供从工程设计、施工建设、投 产运营到管理、培训的全方位服务，为中国的大中型沼气工程产业化发展迈出了 可喜的一大步。
当前工业厌氧发酵技术（工程）存在的主要问题： １） 太、中型沼气工程建设缺乏一个全国性统一规划，没有纳入国家建设计划，没有
近１０年来，中国的技术人员对最多的全混合发酵罐和ＵＡＳＢ反应器进行了大量的标 准化、系列化设计及产业化开发工作，完成了全混合厌氧发酵罐罐体和罐内喷射泵搅拌、 沼气搅拌的系列设计。对ＵＡＳＢ罐体结构、三相分离器、布水系统等方面，形成了矩形和 圆形ＵＡＳＢ反应器两大系列的标准化设计。
近１０多年来，还引进了国外的新材料和新工艺来设计和建造。如：德国利浦（Ｌｉｐｐ） 公司的双折边咬口技术和Ｆａｒｍｅｔｉｃ公司的拼装制罐技术。由于在现场拼装（或卷制）方式 最终成型使工程施工周期短，比普通钢板节省材料５０％以上，而且耐腐蚀、技术先进、性 能好。目前在中国已得到大量推广，已建成数十套装置，表明这些制罐技术是适合中国国 情的现代化制造技术。 ２．１．２配套丝量
２厌氧反应器的设备化
２．１厌氧装置规模
全混合厌氧发酵工程，最大的厌氧罐群总体积已超过１１０００Ｍ３（江苏太仓酒精厂），日 处理木薯干酒精废液１５００ Ｍ３，日产沼气３００００ Ｍ３以上。河南南阳酒精厂单罐体积达５０００
Ｍ３。
ＵＡＳＢ厌氧工程．最大的罐群总体积达１００００ Ｍ３左右（江苏扬子石化及徐州房亭酒厂）， ＵＡＳＢ反应器的单池最大体积已达４０００ Ｍ３。 ２．１，１监墨芒些些：递量拯蕉毡
屠宰领域是我国厌氧工作者最早成功推广厌氧ＵＡＳＢ技术的领域之一，主要的应用是 完成在８０年代。
图５国内厌氧装置按行业分类图 （共２１９家）
＋＋注：“发酵”包括制药、柠檬酸、酵母味精等三方面。
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１） 按当前政府对生物质能的重视和对环境保护的严厉要求，预计今后１５年还将有一 个较快的发展速度。根据调查、分析、预测： ◆ 到２００５年，犬中型沼气工程将增加到２０００座，年处理工业有机废水和畜禽 养殖场废水２亿Ｍ３。形成年产沼气２０亿Ｍ３的能力，相当于２００万吨标准煤， 可年发电３３．３３亿度。 · 到２０１５年，大中型沼气工程将增加到８０００座以上．年处理工业有机废水和 畜禽养殖场废水１２亿Ｍ３。形成年产沼气６０亿Ｍ３的能力，相当于６００万吨 标准煤．可年发电１０００亿度。
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２） 加速工业厌氧技术发展的建议 在“十五”期间（２００５年前）完善目前成熟实用有效益的厌氧技术和设备，并在全国 推广。以提高工程效益为主，提高设备产气率。 主要成熟的技术有：酒精、啤酒等发酵废水和屠宰、食品行业等废水的厌氧处理工艺。 全混合厌氧发酵装置和上流式厌氧污泥床等设备的普遍采用。重点研究开发引进消化的技 术有：难降解废水（如某些制药和化工废水）和高含硫有机废水（如味精、糖蜜酒精等废 水）的厌氧处理工艺。大型厌氧发酵装置的设计和建设水平尚需提高。如：全混合式发酵 罐中的搅拌及自动除砂装置，上流式厌氧污泥床（ＵＡＳＢ）大型装置的设计等。加强沼气 工程的配套设备开发。例如：废液的圃液分离、污泥脱水、纯沼气发电机的生产、自控仪 表部分等。 逐步建立起国际先进水平的科研开发体系。到２０１５年，在沼气工程的设备负荷率和产 气率方面达到国际先进水平。 ３）政策建议
４厌氧发酵科研和机构建设
１）在工业厌氧发酵技术处理有机废水、废渣这一领域内，目前已有一批较高水平的 研究人员和研究机构。已形成了一支从事基础性研究、应用研究、工程设计和施 工、综合开发利用的理论与实际相结合的队伍。近２０年来，在基础研究、沼气工 程技术研究的硬件、软件及规模化方面，均取得了丰硕的研究成果。
厌氧反应器作为当前工业废水处理工程中的一个重要组成部分。和国际上一样，中国 也己由传统的土木工程型转变为设备型。工程中设备和施工技术含量及投资的比例不断提 高。目前，厌氧工程除大型的构筑物采用钢筋混凝土外，其它大部分构筑物己采用钢结构。 这样就可以把反应器变成能生产的产品。这为设备的标准化、自动化和成套化方面迈出了 一大步。
７０．９０％的有机污染，还可回收大量沼气能源。由于沼气中甲烷是一种很强的温室气体，其 效能为二氧化碳的２５倍。因此，有效利用沼气可以显著减少温室气体排放，可缓解因煤炭 引起的全球性环境问题。工业有机废水和畜禽养殖场废水主要来源于粮食等农作物原料， 因此也是一种清洁的可再生能源。
经过近３０年的发展．中国厌氧处理工业废水和畜禽养殖场废物的技术，己发展到中、 大规模。至２０００年底，中国已建立了４００．５００个不同类型工艺处理工业废水的沼气工程， 年处理废水近ｌ亿Ｍ３。建立了６００多个大中型处理畜禽废水、废渣的沼气工程（池容在 １００ Ｍ３以上）。上述二部分合计，估计沼气工程装置总体积达１５０万Ｍ３左右，年产沼气近
２２亿Ｍ３以上，估计实际可转化为沼气的资源量约为６０亿Ｍ３戽。另外，中国畜禽养殖场
每年排放１６．７６亿吨废水和废渣（１９９９年统计），近期可开发的沼气资源量为４０亿Ｍ３。 上述二部分表明，近期采用厌氧发酵技术可开发的沼气量达１００亿立方米（相当于１０００
万吨标煤），达到全国天然气产量的４００／ｏ。 采用厌氧发酵技术处理工业有机废水和畜禽养殖场废水、废渣，不但能去除废水中
由北京环保研究院和我所进行的不完全统计，到９９年共有２１９个项目采用不同类型的 厌氧反应器（见图３）。其中采用ＵＡＳＢ反应器的有１２０座以上，占全部项目的５８％，基本
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（到９９年３月共统计了１３０３个项目）
图１世界范围内采用厌氧工艺统计
图２是通过对于国际市场占有率超过一半（６３％）的两大公司（ＰＡＱＵＥＳ和
国２ ＰＡＱＵＥＳ和ＢＩＯＴＩｔＡ？ｉＥ厌氧装置按废水 类型统计（共３７２家）
ＢＩＯＴＨＡＮＥ），在厌氧应用领域的统计数据说明成功应用厌氧技术的行业。厌氧技术刚开始 主要应用于农副产品加工业，如：酒精、制糖、啤酒等行业。在其逐步成熟之后才逐渐扩 大到其它的领域．如：含有难降解有机物的化工废水、低浓度的屠宰和城市废水等。 １．２在中国的应用统计
ｎ 沼气主要由甲烷和二氧化碳组成，是理想的清洁能源。在中国，大部分用于工业 锅炉燃料。还有民用和发电。
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中国广大农村的小型户用沼气池所产沼气主要用于农户的燃料，而工业厌氧装置的沼 气在不少地区已和城镇建设结合在一起。沼气用于城镇居民的燃料，例如：河南南阳酒精 厂，１９８７年建成二座５０００Ｍ’厌氧发酵罐，日产沼气４万Ｍ３，供应南阳市２万户居民用气。 另外，利用沼气发电的机组（发电站）约在２００座以上，估计总装机接近５ＭＷ。
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在中国，厌氧发酵技术己应用于酒精、食品、发酵、屠宰、制药、木林加工、化工等 近２０个行业的废水处理工程中，但从图５可看出，主要应用于农产品加工工业，而化工行 业废水应用很少（仅有ＰＴＡ废水处理），这与国外的情况类似。但是与国外不同的是在造 纸领域：造纸领域是国外厌氧技术最为成功的领域之一。但是，中国目前仅有很少采用厌 氧处理的造纸厂．这与我国主要采用草浆造纸有关。另外，中国对于中、低浓度废水的厌 氧处理技术（特别是含硫酸盐废水）的掌握还不够。在技术和推广上存在较大的差距。
厌氧工程的配套设各，如固液分离设备、沼气贮柜、厌氧污泥脱水机、沼气脱硫燃烧 装置和沼气发电机（目前主要是油气混烧发电机）都已有不同型号的产品生产、销售。
沼气贮柜有湿式、干式和红泥塑料的系列设计。沼气脱硫装置以干式为主·已有系列 设计。脱硫剂有不同型号、规格的产品出售。
３沼气净化、利用和厌氧消化液后处理
６００多个大中型处理畜禽废水、废渣的沼气工程．估计年产沼气近１０亿讲，相当干标准蝶１００
万吨． 厌氧发酵技术已应用于酒精，发辞、屠宰、制药、蓄禽养殖埽、化工等近２０个行韭的废
水处理工程中．应用于工程的主要有空混告厌氧工艺和ＵＡＳＢ工艺． 上进工艺的反应器及其 部件已初步完成设计．从国外引进的新工艺、新技术，如双折边咬口技术和拼装制罐技术．经 消化吸收后．已在中国得到大量推广．
２） 厌氧工程的后处理技术，即厌氧发酵后的消化液源自文库消化液、污泥）处理。近１０年 来，已有了显著发展。污泥脱水后作优质有机肥料。靠近农村的工厂，消化液作农灌。
大部分工厂则利用成熟的各种好氧处理技术将浓度相对较低的消化液处理达到排放标 准。
３） 通过厌氧一好氧工艺处理。到２０００年底已有超过１亿Ｍ３的工业和畜禽养殖场废水、 废渣得到处理，取得了显著的环境、经济和社会效益。劂如：前述南阳酒精厂，厌氧工程 年处理废糟液８０多万吨．日产沼气４万Ｍ３。每年可节煤４万吨，减少向大气排放二氧化 碳、氮氧化物和烟尘２００多吨，减少燃煤废渣６００吨，年效益３００万元以上。
纳入正常财政拨款渠道。 ２）技术装备配套性差，还未达到产业化的要求，某些关键技术设备如：固液分离设
备、自控仪表部分、高含硫有机废水的沼气发酵技术、沼气发电机的生产等，还 存在不少问题，影响了沼气工程的发展。 ３） 沼气发酵技术还缺乏相应的技术标准和规范，技术服务网络尚不健全。
４．１今后中国工业厌氧发酵技术发展展望
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ｌＯ亿Ｍ３，相当于标准煤１００万吨。
１厌氧工艺的应用
１，１全世界范围的应用统计
参考有关资料，在世界范围（不包括中国）内对厌氧工艺应用进行的统计，到９９年共 统计了１３０３个各类形式的反应器（见图１）。其中有近８００座采用ＵＡＳＢ反应器，占全部 项目的５９％。在各种反应器中ＵＡＳＢ工艺被最为广泛地应用在生产性的装置上。而流化床 （包括膨胀床）和厌氧滤床加起来占１００／０，这两者和接触工艺一样是另一类重要的处理构 筑物。ＥＧＳＢ目前虽然仅占厌氧工艺应用总数的１１％左右，但该工艺属于近年来刚刚开发 但占据市场的速度非常快的工艺，其在新建厌氧处理装置中占有很大的比例。
厌氧技术的配套设备，如同液分高设备、沼气贮柜、厌氧污泥脱水机、沼气脱硫燃烧装置 和沼气发电机都已有不同型号的产品生产和销售．
厌氧发酵产生的沼气大部分用于工业锅炉燃料以及民用和发电． 压氧发酵后的消化液已呆用不同的好氧处理和农灌技术达到国家排敲标准． 预计到２００５年，大中型沼气工程将增加刘２０００座，年处理有机庚水２亿Ｍ３，形成年产 沼气２０亿Ｍ３的能力，相当于２００万吨标准媒，可年发电３３．３３亿度．
厌氧发酵处理废水技术，既可大幅度降低高浓度有机废水污染负荷，又可回收大量生 物质能～沼气能源，是中国近年来再生能源和污水处理领域发展迅速的领域。
中国工业废水排放总量达１９４．２０亿吨（２０００年全国环境统计公报），废水中含有机物 ＜ＣＯＤ）７０４．５万吨。根据企业现状，近期可采用厌氧发酵技术处理的工业有机废水量在
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中国工业厌氧发酵技术发展现状及展望
沈振囊
（轻工业环保研究所）
翁要中国厌氧处理工业废水和膏青养殖埽废物的技术，经过近３０年的发展．目前已达到中大 规模．至２０００年底，中国已建立了４００－５００个不同类型工艺处理工业废水的沼气工程，建立了