日前，随着两院院士石元春与广东湛江农垦局局长陈剑峰、广西必佳微生物工程公司总经理梁近光共同用火把将UASB-TLP装置出气口的沼气点燃，广东湛江农垦三和酒精厂快速高效厌氧发酵工程系统成功启动。

    活动结束后，记者采访了该项目实施方负责人、中国农业大学生物质工程中心主任、博士生导师程序教授。

 

    《科学时报》：请介绍一下UASB-TLP（简称TLP）。

    程序：TLP是一项可将高浓度有机废液化害为利、规模化生产沼气、用沼液灌溉蔗田和果园的引进吸收再创新技术。

TLP由日本爱博公司研究开发。它汲取了荷兰开发的UASB（上流式厌氧污泥床）及后来的IC(内循环)工艺的优点，针对它们在处理高浓度有机废液上的不足，对菌（群）种选育及其污泥颗粒培养、厌氧罐的结构和工艺流程进行改革和创造而成。

    2000年，广西必佳微生物工程公司（简称广西必佳）在引进TLP技术的基础上，由日方指导，针对糖蜜酒精废液和木薯酒精废液处理的难度和特殊性，进行了菌群的筛选优化、颗粒污泥最适宜培养条件以及厌氧罐内部三相分离结构的改进，获得了初步成功。在中试规模(800立方米厌氧罐)条件下，COD（化学需氧量）负荷达到25kg／m3·d。

    这种对高浓度有机废液的处理效率，是目前国内通用的UASB技术的10倍，而造价只有后者的1/2到1/3。更有意义的是，该技术能在24小时内将COD浓度从数万mg／L大幅降至2000mg／L左右，产生的沼气数量非常可观，这就为沼气的产业化（商品化）创造了有利条件。而用常规UASB+好氧处理技术产生的沼气数量少，且绝大部分逸入大气中无法回收。此外，高浓度有机废水经高效厌氧发酵处理后，沼液pH值由3.3上升到7.0，又含有大量的矿质养分和植物生长激素，成为灌溉工厂周边农田甘蔗等农作物理想的有机肥。

 

    《科学时报》：你刚才谈到TLP可将高浓度有机废液化害为利，能否介绍一下这方面的情况？

    程序：所谓“高浓度有机废液”，在这里特指COD值高于1万mg／L的酒精废水。它是连污水治理专家都望而生畏的环保顽敌，主要是甘蔗和木薯在加工糖、淀粉及酒精过程中产生的。以木薯加工酒精为例，每生产1吨酒精，就会产生12立方米的废液。这些废液奇臭难闻，分解困难。以前通常无法将其处理成达到国家环保规定的、向水系排放的标准（COD值100mg／L以下）。

   

    《科学时报》：这些高浓度有机废液过去是怎样处理的？

    程序：过去，许多淀粉和酒精企业都是将其排放入江河湖泊，致使污染事故迭出。做得稍好的企业也不过是长期租用工厂附近的土地，将废液存放到小水库或塘堰中，让雨水将其稀释，自然氧化，经过两至三年的时间，COD浓度逐渐降低。但尽管如此，仍无法避免有机污染物渗入地下、进入水系，以及造成的严重空气污染。

 

    《科学时报》：既然这些酒精废液含有大量的有机物，为什么不可以将其直接用于农田灌溉呢？据说世界蔗糖主产国家巴西就是直接用于灌溉的。

    程序：巴西确实是将生产酒精的废液用于灌溉蔗田。但在我国特别是广西，这样直接施用则不行。

    巴西用甘蔗生产酒精（燃料乙醇）是规模经营，而工厂周边农田面积广阔，加之其土壤pH值近中性，因此有足够大的对废液COD的承载能力。在我国，特别是在耕地面积有限、土壤酸性很重、多喀斯特地质且水系发达的广西，就完全不能这样做。未经处理或处理度低的酸性废液(pH值4.0以下)长期渗入地下，必然使土壤严重酸化与板结；同时还会造成严重的水污染。但是，淀粉/酒精废液中确实含有大量的生物能以及植物养分，水量又非常大，如不利用，只能白白浪费。

 

    《科学时报》：有什么办法解决这一难题？

    程序：对高浓度有机废液的处理，国内外公认的最佳技术路线是分两段进行。首先，用厌氧发酵的方法，把废液中的COD浓度在短时间内(20～30小时)迅速降至一两千mg／L；主要是发挥厌氧法效率高、耗能少、成本低的特长；第二步是好氧发酵，将COD浓度再进一步降至环保规定的排放许可标准以下。

    就厌氧发酵技术而言，近年来国内最常用的是引进荷兰人上世纪70年代发明的UASB。但由于该技术当初主要是针对啤酒厂COD浓度为7000mg／L左右的中低浓度有机废水设计的，用来处理COD浓度数万mg/L或更高的有机废液，效果自然不理想。为了弥补低效率的缺陷，采用UASB工艺的企业，一般只得采取将厌氧罐的容积扩大到上万立方米，并延长废液在罐内的滞留时间。但这会带来不少问题。

 

    《科学时报》：什么问题？

    程序：一是基建投资和运行费用过高，很多企业承受不起；二是厌氧发酵罐启动时间进一步加长。有时要好几个月，而甘蔗与木薯加工期一般只有4至5个月。因此废水的厌氧处理实际上是“打打停停”，消解COD浓度的工作只好转给好氧发酵段完成。而目前好氧发酵技术和工艺更为落后。多数企业不得不附有面积特别大的简易的氧化塘或水库，用以长期存放巨量的废液。有的企业则干脆趁下雨发洪水之机开足马力生产，并直接向河道排放。这是发生环保事故的主要原因。

 

    《科学时报》：听了你的介绍和分析，TLP相对于传统方法，在处理高浓度有机废液方面的功能与作用确实很好。请谈谈它的推广前景。

    程序：UASB-TLP推广前景广阔。仅广西全区就有制糖、淀粉和酒精厂数百家，还有不少造纸厂、食品厂和酿造厂。据2008年《中国环境统计年鉴》，2007年全国工业废水年COD排放总量为511万吨，广西为60.8万吨，居全国各省(市、区)之首，比居第二位的河北省还高出28万吨。

    这些高浓度有机废水其实是生物质能源的理想原料。一个年产10万吨糖蜜酒精的工厂，废液量达120万吨。其所含COD可以转化获沼气4032万立方米；如用于发电，可得6109万kWh。如果把广西工业废水所含60.8万吨COD的能量都回收利用，将是一笔巨大的财富。

 

    《科学时报》：如果此项技术在全国推广，产生的经济、社会、环保效益是否更大？

    程序：天然气是一种最重要的洁净燃料，而我国天然气储量不足。截至2007年底，现已探明的天然气储量为3.68万亿立方米，仅占全世界总储量的0.9％。天然气贡献的能量只占我国能源总消费量的2.5％，而世界平均是25％。到2007年，中国的天然气年消费量已达680亿立方米。据估测，到2020年我国天然气的年需求量将达2500亿立方米，届时将有900亿立方米的缺口。

    我国有机废弃物及废液的产生量巨大。工业和城市生活污水中所含有机物折合COD约每年1600万吨；而大中型畜禽养殖场的废弃粪便中COD更多达约8000万吨。以每吨COD可产生约350立方米纯甲烷计，如利用TLP技术全部加以处理和收集，理论上至少可年产约350亿立方米甲烷气，接近目前全国一年天然气消费量的70％。这还不包括大中城市数以千计的垃圾填埋场所能产生和收集的沼气。

    有关省区特别是广西相关部门，应及时对国内外的高浓度有机废液处理技术作详尽调研，选定适合大范围推广的过硬技术，以加速COD减排和为增加生物能源的产出作出新的贡献。