江蘇省ic厭氧反應(yīng)器優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)廠家

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污水厭氧生物處理工藝 —IC 厭氧反應(yīng)器

20世紀(jì)70年代以來，厭氧技術(shù)以其節(jié)省能源并可進(jìn)行能源回收、處理成本低以及更適于處理高濃度有機(jī)廢水等突出優(yōu)點(diǎn)受到了廣大水處理工作者的認(rèn)可與重視，其發(fā)展出現(xiàn)了第2個(gè)高潮。到了20世紀(jì)80年代中期，結(jié)合了現(xiàn)有廢水處理工藝與內(nèi)循環(huán)技術(shù)的內(nèi)循環(huán)(IC)厭氧反應(yīng)器應(yīng)運(yùn)而生，它是由荷蘭Paques公司在UASB基礎(chǔ)上推出的第3代高效厭氧反應(yīng)器，以其處理容量高，投資少，占地省，運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)而深受矚目，并已成功地應(yīng)用于啤酒生產(chǎn)、造紙及食品加工等行業(yè)的生產(chǎn)污水處理中。IC反應(yīng)器是對(duì)現(xiàn)代高效反應(yīng)器的一種突破，有著重大的理論意義和實(shí)用價(jià)值。

1、IC反應(yīng)器的構(gòu)造、工作原理及特點(diǎn)

1.1　IC反應(yīng)器的構(gòu)造

IC反應(yīng)器可以看作由2個(gè)UASB反應(yīng)器串聯(lián)構(gòu)成，具有很大的高徑比，一般為4～8，高度可達(dá)16～25m，由5個(gè)基本部分組成:混合區(qū)、*反應(yīng)室、內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，第二反應(yīng)室和出水區(qū)，其中內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)是IC工藝的核心構(gòu)造，由一級(jí)三相分離器、沼氣提升管、氣液分離器和泥水下降管組成(見圖1)。

1.2　IC反應(yīng)器的工作原理

IC反應(yīng)器的5個(gè)基本部分有其各自的特點(diǎn)，以下對(duì)各部分作簡要介紹。

1.2.1 混合區(qū)(進(jìn)液和混合)

廢水通過布水系統(tǒng)進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，在混合區(qū)與從IC反應(yīng)器上部返回的泥水混合液、反應(yīng)器底部的污泥充分混合，由此產(chǎn)生對(duì)進(jìn)液的稀釋和均質(zhì)作用，從而大大減輕了沖擊負(fù)荷及有害物質(zhì)的不利影響。

1.2.2*反應(yīng)室(污泥膨脹床區(qū))

廢水和顆粒污泥混合物在進(jìn)水與循環(huán)水的共同推動(dòng)下，進(jìn)入*反應(yīng)室，由于回流的影響，此部分產(chǎn)生較大的上升流速，大可達(dá)10～20m/h，導(dǎo)致此部分污泥處于膨脹流化狀態(tài)，廢水和污泥之間產(chǎn)生強(qiáng)烈而有效的接觸，優(yōu)化了傳質(zhì)，大大地提高了生化反應(yīng)速率。有機(jī)物質(zhì)在此也盡可能多的被分解，同時(shí)產(chǎn)生大量的沼氣，這些氣體被一級(jí)三相分離器收集并導(dǎo)入沼氣提升管，通過這個(gè)提升裝置部分泥水混合物被傳送到反應(yīng)器頂部的氣液分離器，氣體在這里被分離后導(dǎo)出系統(tǒng)。

1.2.3 內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)

*反應(yīng)室產(chǎn)生的氣體被一級(jí)三相分離器收集進(jìn)入沼氣提升管中，產(chǎn)生氣提作用，氣體攜帶著泥水混合物快速上升，在反應(yīng)器頂部的氣液分離器分離之后排出，剩余的泥水混合物則經(jīng)泥水下降管向下流入反應(yīng)器底部的混合區(qū)，由此在反應(yīng)器內(nèi)形成內(nèi)循環(huán)。氣提動(dòng)力來自于上升的和返回的泥水混合物中氣體含量的巨大差別，因此，這個(gè)泥水混合物的內(nèi)循環(huán)不需要任何外加動(dòng)力。值得一提的是，這個(gè)循環(huán)流的流量隨著進(jìn)液中COD量的增大而自然增大，因此反應(yīng)器具有自我調(diào)節(jié)的作用，原因是在高負(fù)荷條件下，產(chǎn)生更多的氣體，從而也產(chǎn)生更多的循環(huán)水量，稀釋作用隨之增大。根據(jù)不同的進(jìn)水COD負(fù)荷和反應(yīng)器的不同構(gòu)造，內(nèi)循環(huán)量可達(dá)進(jìn)水流量的0.5～5倍。這對(duì)于反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行意義重大。

1.2.4第二反應(yīng)室(精處理區(qū))

經(jīng)*反應(yīng)室處理后的廢水除一部分參與內(nèi)循環(huán)外，其余污水通過一級(jí)三相分離器進(jìn)入第二反應(yīng)室的污泥床進(jìn)行剩余COD的降解過程，這部分相當(dāng)于一個(gè)有效的后處理過程，提高和保證了出水水質(zhì)。產(chǎn)生的氣體被二級(jí)三相分離器收集并導(dǎo)出反應(yīng)器。在第二反應(yīng)室內(nèi)的污泥負(fù)荷較低，水力停留時(shí)間相對(duì)較長，水力流態(tài)接近于推流狀態(tài)，因此廢水在此得到有效處理并避免了污泥的流失。廢水中的可生物降解有機(jī)物幾乎得到*的去除。由于大量的COD已在*反應(yīng)室中去除，第二反應(yīng)室的產(chǎn)氣量很小，不足以產(chǎn)生很大的流體湍動(dòng)，加之，內(nèi)循環(huán)流動(dòng)不通過第二反應(yīng)室，因此混合液的上升流度很小。這兩個(gè)原因使生物污泥能很好地保留在反應(yīng)器內(nèi)。

1.2.5出水區(qū)

經(jīng)*、二反應(yīng)室處理的污水經(jīng)溢流堰由出水管導(dǎo)出，進(jìn)入后續(xù)的處理工藝。經(jīng)IC反應(yīng)器處理后的污水COD去除率一般在80%以上。

1.3  IC反應(yīng)器的特點(diǎn)

IC反應(yīng)器是在UASB基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它很好地解決了UASB的一些弊病。IC反應(yīng)器采具有以下特點(diǎn)：

1.3.1容積負(fù)荷率高，水力停留時(shí)間短

IC反應(yīng)器進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷率一般可高出普通的UASB反應(yīng)器的3～4倍。即使處理較低濃度有機(jī)廢水，如啤酒廢水，當(dāng)COD為2000～3000mg/L時(shí)，進(jìn)水容積負(fù)荷率也可達(dá)20～25kgCOD/(m³·d)，HRT僅為2～3h，COD去除率可達(dá)80%。

1.3.2節(jié)省基建投資和占地面積

處理同樣的廢水，IC反應(yīng)器的體積為普通UASB反應(yīng)器的1/4～1/3左右，加之大高徑比，使其基建投資低，占地面積特別省。

1.3.3抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，且具緩沖pH能力

IC反應(yīng)器的內(nèi)循環(huán)流量與進(jìn)水在*反應(yīng)室充分混合，使原廢水充分稀釋，提高了系統(tǒng)的抗沖擊能力。并且可利用內(nèi)循環(huán)流量中COD轉(zhuǎn)化的堿度，對(duì)反應(yīng)器內(nèi)pH緩沖，減少進(jìn)水的投堿量。

1.3.4沼氣提升實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)，不必外加動(dòng)力

IC反應(yīng)器的內(nèi)循環(huán)以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動(dòng)力實(shí)現(xiàn)，不必另設(shè)水泵，從而可節(jié)省能耗。

1.3.5出水的穩(wěn)定性好

因?yàn)镮C反應(yīng)器相當(dāng)于上下兩個(gè)UASB反應(yīng)器的串聯(lián)運(yùn)行，廢水經(jīng)粗處理后又進(jìn)入精處理區(qū)，出水水質(zhì)較為穩(wěn)定。

1.3.6啟動(dòng)期短

IC反應(yīng)器的啟動(dòng)期一般僅為1～2個(gè)月，而UASB反應(yīng)器的啟動(dòng)周期長達(dá)4～6個(gè)月。

2、IC反應(yīng)器的應(yīng)用

自1985年荷蘭PAQUES公司建立了*個(gè)IC中試反應(yīng)器；1988年*座生產(chǎn)性規(guī)模的IC反應(yīng)器投入運(yùn)行以來。目前，IC反應(yīng)器已成功地應(yīng)用于啤酒生產(chǎn)、造紙及食品加工等行業(yè)的生產(chǎn)污水處理中。

2.1處理土豆加工廢水

土豆加工廢水是典型的高濃度有機(jī)廢水，生產(chǎn)時(shí)主要有高、低濃度2種，其中高濃度廢水含有氨基酸、蛋白質(zhì)、糖類、酰胺類、鉀鹽和纖維素等多種化合物；低濃度水主要是洗滌水。土豆加工廢水具有COD濃度高、可生化性強(qiáng)的特點(diǎn)。*個(gè)中試IC厭氧反應(yīng)器以及其后建成的100m³IC厭氧反應(yīng)器都是用于處理這種廢水，IC厭氧反應(yīng)器的容積負(fù)荷達(dá)到了35～50kgCOD/(m³·d)，停留時(shí)間為4～6h，而處理同類廢水的UASB反應(yīng)器容積負(fù)荷為10～15kgCOD/(m³·d)，停留時(shí)間為十幾至幾十小時(shí)。

2.2 處理啤酒廢水

啤酒廢水主要來自糖化和發(fā)酵車間，廢水的COD約為1500～3000mg/L，有時(shí)可達(dá)4000～5000mg/L，可生化性強(qiáng)，不含明顯抑制厭氧微生物生長的物質(zhì)。用IC反應(yīng)器處理，容積負(fù)荷可達(dá)15～30kgCOD/(m³·d)，水力停留時(shí)間為2～4h，COD去除率在75%以上;而UASB處理啤酒廢水，容積負(fù)荷一般僅為4～7kgCOD(m³·d)。

我國部分啤酒廠采用了IC工藝處理啤酒廢水，比如上海富士達(dá)釀酒公司、沈陽華潤雪花啤酒有限公司和哈爾濱啤酒(沈陽)有限公司都采用了此處理工藝。

2.3處理造紙廢水

在1996年以來的處理造紙廢水的工程項(xiàng)目中，IC反應(yīng)器工程比例大大超過了UASB反應(yīng)器，造紙工業(yè)也已成為IC反應(yīng)器應(yīng)用多的領(lǐng)域之一。IC反應(yīng)器可用于各類廢紙制漿的廢水處理達(dá)標(biāo)排放,通過治理后的廢水回用,即不同程度的封閉循環(huán),或者*沒有廢水排放的*。

3、反應(yīng)器的啟動(dòng)及厭氧污泥顆?；?/strong>

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?；芏鄠€(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?；枰欢ǖ乃l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?；幸欢ǖ挠绊?。

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。

厭氧生物處理<十>——厭氧顆粒污泥

4、結(jié)語

IC反應(yīng)器是一種新型的高效厭氧反應(yīng)器，它是對(duì)現(xiàn)代高效反應(yīng)器的一種突破，有著重要的理論意義與實(shí)用價(jià)值，應(yīng)用前景廣闊，值得深入研究與實(shí)踐。

素材來源：李鵬等《污水厭氧生物處理的新工藝 —IC 厭氧反應(yīng)器》；葛玫等《IC 厭氧反應(yīng)器的研究與應(yīng)用進(jìn)展》，綠創(chuàng)環(huán)境整理發(fā)布。

編輯：徐琛

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