厭氧處理技術是實現(xiàn)有機物能源化和生物強化技術創(chuàng)新研究的重點。在本屆大會上，中國科學技術大學俞漢青教授作了《厭氧處理技術：困境和出路》的報告，系統(tǒng)介紹了厭氧處理的發(fā)展歷史，實用性厭氧技術的進展及近年來在厭氧領域的研究探索，并分享了他對厭氧處理技術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教授的學生James Young發(fā)明了厭氧濾池，實現(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)酵產酸、產甲烷”三階段理論，至此奠定了現(xiàn)代厭氧處理的技術和理論基礎。荷蘭瓦赫寧根大學Gatze Lettinga教授在厭氧濾池基礎上進行了改進，發(fā)明了第二代厭氧反應器-UASB上向流厭氧污泥床反應器，處理效率更高，運行更穩(wěn)定，之后他又發(fā)明了流化狀態(tài)的反應器，即EGSB厭氧顆粒污泥床反應器，并與荷蘭帕克公司(PAQUES)合作開發(fā)了IC內循環(huán)厭氧污泥床反應器，這些被稱為第三代厭氧生物反應器。上世紀80年代末90年代初是整個厭氧處理技術研發(fā)和運用的巔峰時代。

實用性厭氧技術的發(fā)展

俞漢青教授介紹了相關實用性厭氧技術及其進展，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S 0，實現(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。

零價鐵促進厭氧廢水處理技術：零價鐵或銹蝕鐵屑的加入顯著提高厭氧反應器的處理效率，大連理工大學張耀斌教授、全燮教授已將這種技術應用于制藥廢水、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：中科院城市環(huán)境研究所趙全保博士等人的專利技術，即利用空氣、廢熱、可再生電和硫酸，生產A級粗纖維、硫酸銨肥料和富磷有機肥，并在養(yǎng)雞場、養(yǎng)牛場等開展了技術示范。

厭氧處理反應器診斷和預警技術：針對厭氧反應器運行不穩(wěn)定的問題，俞漢青教授團隊開發(fā)了在線監(jiān)測系統(tǒng)、新型評估指標及智能診斷軟件，構建了厭氧處理反應器診斷和預警系統(tǒng)，建立了厭氧反應器預警示范工程。

無需三相分離器的新一代高速厭氧反應器技術：俞教授最后介紹了PAQUES公司的BIOPAQ®ICX產品，通過創(chuàng)新性一級氣水分離、二級泥水分離設計，進一步提升了反應器的單位體積負荷率，提高了生物質的截留效率。

近年來在厭氧領域的研究探索

俞教授介紹了近年來在厭氧領域的研究探索，主要包括：當前熱門的微生物種間直接電子傳遞（DIET）研究、俞教授團隊開展的轉化纖維素類廢物的人工瘤胃仿生系統(tǒng)研究、厭氧發(fā)酵產品的高值化（生產中鏈脂肪酸、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器（AnMBR）研究，并簡要點評了上述研究的發(fā)展瓶頸或前景。

厭氧處理技術的出路

針對厭氧處理技術的未來發(fā)展方向，俞漢青教授認為，應深入推進基因組學、轉錄組學、蛋白質組學及代謝組學等多維組學技術在厭氧處理系統(tǒng)中的應用；借助合成生物學的發(fā)展，從“自上而下解耦微生物”轉變?yōu)?ldquo;自下而上重構微生物組”；推進基因編輯技術的環(huán)境應用，并介紹了團隊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果；以及新近發(fā)現(xiàn)的細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乙烯等。

最后，俞教授分享了他對厭氧技術未來研究方向的建議，包括傳統(tǒng)厭氧技術（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、微生物組學的應用、合成生物學新方法和基因編輯新技術的應用以及厭氧處理功能的拓展。

來源： 本文來自城科會水環(huán)境與水生態(tài)分會，僅供分享交流不做商業(yè)用途，不代表凈水技術觀點，版權歸原作者與原作者出處