IC四川省厭氧反應(yīng)器養(yǎng)殖污水處理
IC四川省厭氧反應(yīng)器養(yǎng)殖污水處理
內(nèi)循環(huán)（IC）厭氧反應(yīng)器是在上流式厭氧污泥床（Up-flow Anaerobic Sludge Blanket，UASB）反應(yīng)器基礎(chǔ)上發(fā)展起來的高效反應(yīng)器。其依靠沼氣在升流管和回流管間產(chǎn)生的密度差在反應(yīng)器內(nèi)部形成流體循環(huán)。
內(nèi)循環(huán)提高了反應(yīng)區(qū)的液相上升流速，加強(qiáng)了廢水中有機(jī)物和顆粒污泥間的傳質(zhì)，使得處理同類廢水時(shí)，該反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷達(dá)到UASB反應(yīng)器的2～4倍。IC厭氧反應(yīng)器具有高徑比大、上流速度快、有機(jī)負(fù)荷高、傳質(zhì)效果好等優(yōu)點(diǎn)，其去除有機(jī)物能力遠(yuǎn)超過UASB等二代厭氧反應(yīng)器[3]，代表著當(dāng)今廢水處理領(lǐng)域厭氧生物反應(yīng)器的高水平。當(dāng)前，IC厭氧反應(yīng)器被廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)廢水的處理，已經(jīng)成為當(dāng)今環(huán)保行業(yè)的研究熱點(diǎn)。
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IC厭氧反應(yīng)器的基本原理及特點(diǎn)
1.1 IC厭氧反應(yīng)器的基本原理
IC厭氧反應(yīng)器由兩個(gè)UASB反應(yīng)器上下疊加串聯(lián)而成，其高度可達(dá)16～25m，高徑比一般為4～8，主要由5個(gè)部分組成：布水區(qū)、*反應(yīng)室、第二反應(yīng)室、內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)和出水區(qū)，其中內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)是IC工藝的核心結(jié)構(gòu)。IC厭氧反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖如下。
廢水首*入反應(yīng)器底部的混合區(qū)，并與來自回流管的內(nèi)循環(huán)泥水混合液充分混合后進(jìn)入*反應(yīng)室進(jìn)行污染物的生化降解，此處的COD容積負(fù)荷很高，大部分進(jìn)水COD在此處被降解，并產(chǎn)生大量沼氣。沼氣由下層三相分離器收集，并沿著回流管上升。沼氣上升的同時(shí)把*反應(yīng)室的混合液提升至IC厭氧反應(yīng)器頂部的氣液分離器，沼氣在此處與泥水分離并被導(dǎo)出反應(yīng)器。泥水混合物則沿著回流管返回反應(yīng)器底部，并與進(jìn)水充分混合進(jìn)入*反應(yīng)室，形成內(nèi)循環(huán)。經(jīng)過*反應(yīng)室處理過的污水，會(huì)自動(dòng)進(jìn)入第二反應(yīng)室繼續(xù)處理。產(chǎn)生的沼氣由第二反應(yīng)室的集氣罩收集，通過提升管進(jìn)入氣液分離器。第二反應(yīng)室中的混合液在沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離，處理過的上清液由出水管排出，沉淀的污泥可自動(dòng)返回到第二反應(yīng)室。
1.2 IC厭氧反應(yīng)器的工藝特點(diǎn)
IC厭氧反應(yīng)器*的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，加強(qiáng)了廢水中有機(jī)物和顆粒污泥間的傳質(zhì)，從而大幅提高了反應(yīng)器的COD容積負(fù)荷，IC厭氧反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷是普通UASB反應(yīng)器的3倍左右，同時(shí)反應(yīng)器在保證去除效果的條件下，能達(dá)到較低的水力停留時(shí)間。IC厭氧反應(yīng)器實(shí)際上是一種特殊的氣提式反應(yīng)器，其提升動(dòng)力源自反應(yīng)器中的自產(chǎn)沼氣，這樣反應(yīng)器不必通過外力實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制循環(huán)，節(jié)省了能耗。反應(yīng)器中內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的形成使得反應(yīng)器內(nèi)*反應(yīng)室的實(shí)際水量遠(yuǎn)大于進(jìn)口水量，內(nèi)循環(huán)水稀釋了進(jìn)水，提高了反應(yīng)器的抗沖擊能力和酸堿調(diào)節(jié)能力。在處理相同的廢水時(shí)，IC厭氧反應(yīng)器的容積負(fù)荷是普通UASB的4倍左右，因此其所需的體積僅為UASB的1/4～1/3，利于節(jié)省基建投資，而且IC厭氧反應(yīng)器具有很大的高徑比，占地面積非常小。
處理造紙廢水
隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，人們對(duì)紙張的需求日益增大，使得*造紙工業(yè)得到迅猛發(fā)展。但隨著紙張的產(chǎn)量和消費(fèi)的增加，造紙工業(yè)用水量和廢水排放量也隨之增加。造紙工業(yè)廢水排放量大，污染嚴(yán)重。造紙生產(chǎn)過程中，采用不同的原料或加工工藝生產(chǎn)的紙漿，其污染物發(fā)生量懸殊，各種制漿廢水中會(huì)有多種對(duì)生物有害物質(zhì)。在世界范圍內(nèi)，造紙工業(yè)水污染治理已經(jīng)成為造紙行業(yè)乃至整個(gè)社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)，也是造紙工業(yè)生存發(fā)展的關(guān)鍵。河南新密一家以廢舊紙板為原料生產(chǎn)瓦楞紙的造紙企業(yè)利用改進(jìn)型IC厭氧反應(yīng)器在常溫下處理造紙廢水，經(jīng)過2個(gè)月的調(diào)試，反應(yīng)器達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷12kgCOD/m3·d。進(jìn)水COD在10,000mg/L左右，出水COD穩(wěn)定在1400mg/L左右。
處理啤酒廢水
啤酒廢水的高濃度部分來自糖化和發(fā)酵車間，其高濃度部分COD濃度為2000～4000mg/L。其低濃度部分的廢水量大，COD濃度僅為300～800mg/L。啤酒廢水的BOD/COD值在0.7左右，且不含明顯抑制厭氧微生物生長的物質(zhì)，具有可生化性強(qiáng)等特點(diǎn)。
已建成的IC厭氧反應(yīng)器大部分用于處理啤酒廢水。目前我國已有多家啤酒廠應(yīng)用了此工藝。IC厭氧反應(yīng)器和UASB反應(yīng)器處理啤酒廢水的對(duì)比情況見下表所示。由表可見，IC厭氧反應(yīng)器處理啤酒廢水的COD容積負(fù)荷可達(dá)15～30kg/m3·d，水力停留時(shí)間為2～4.2h，去除率在75%以上，而處理啤酒廢水的UASB反應(yīng)器的COD容積負(fù)荷一般僅為4～7kg/m3·d。
IC反應(yīng)器建立后如何在短期內(nèi)快速啟動(dòng)反應(yīng)器是整個(gè)廢水處理的關(guān)鍵。反應(yīng)器中顆粒污泥的形成也是反應(yīng)器啟動(dòng)的關(guān)鍵。
良好的厭氧污泥顆粒化受多個(gè)過程影響，包括微生物體從固體顆粒表面的吸附和解吸附，微生物的附著，生物膜的增長和解體等。顆粒化需一定的水力條件，如水力停留時(shí)間小于微生物大生長率的倒數(shù)，上流速度小于顆粒的終降速，保證一定的流速?zèng)_刷以使顆粒成型并保持一定的密度和厚度而不至于過大。反應(yīng)器內(nèi)固液氣三態(tài)的流態(tài)化、回流液與進(jìn)液的混合、反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、規(guī)模的大小等都對(duì)污泥顆粒化有一定的影響。
實(shí)際應(yīng)用中，接種污泥的性質(zhì)對(duì)IC反應(yīng)器的啟動(dòng)非常重要。實(shí)際工程中多用UASB厭氧顆粒污泥接種，啟動(dòng)速度相對(duì)較快。絮狀污泥也可作為接種污泥啟動(dòng)反應(yīng)器，但速度較慢，其穩(wěn)定性還需進(jìn)一步研究。反應(yīng)器啟動(dòng)后形成的顆粒污泥粒徑多在1mm以上，大可達(dá)5mm。
