山東明基環(huán)保設(shè)備有限公司
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始終秉承誠信、創(chuàng)新、強(qiáng)效、務(wù)實(shí)的精神,從客戶的角度出發(fā),以勤勉的工作態(tài)度,為客戶提供污水治理領(lǐng)域的技術(shù)、的和zui完善的解決方案
強(qiáng)效率IC厭氧反應(yīng)器
IC厭氧反應(yīng)器的基本原理及點(diǎn)
1.1IC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、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。沼由下層三相分離器收集,并沿著回流管上升。沼上升的同時(shí)把*反應(yīng)室的混合液提升至IC厭氧反應(yīng)器部的液分離器,沼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)入二反應(yīng)室繼續(xù)處理。產(chǎn)生的沼由二反應(yīng)室的集罩收集,通過提升管進(jìn)入液分離器。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出,沉淀的污泥可自動(dòng)返回到二反應(yīng)室。
1.2IC厭氧反應(yīng)器的工藝特點(diǎn)
IC厭氧反應(yīng)器獨(dú)的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng),加強(qiáng)了廢水中機(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)際上是一種殊的提式反應(yīng)器,其提升動(dòng)力源自反應(yīng)器中的自產(chǎn)沼,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)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)器具很大的高徑比,占地面積非常小。
2 IC厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)
由于目前已建立了許多性UASB裝置,所以可以采用UASB反應(yīng)器的顆粒污泥作為IC厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)的接種污泥。當(dāng)采用UASB反應(yīng)器的接種污泥作為IC厭氧反應(yīng)器的接種污泥時(shí),則從UASB反應(yīng)器的顆粒污泥演變?yōu)镮C厭氧反應(yīng)器的顆粒污泥,一般需要1~2個(gè)月的啟動(dòng)過程。丁麗麗等[4]采用UASB中的顆粒污泥接種IC厭氧反應(yīng)器處理人工合成廢水,反應(yīng)器初次啟動(dòng)在40天內(nèi)完成??撕频炔捎米孕性O(shè)計(jì)的一套IC厭氧反應(yīng)器裝置,接種啤酒廢水消化污泥,采用人工配水對其進(jìn)行啟動(dòng),歷時(shí)60天時(shí)間完成了反應(yīng)器的啟動(dòng)。IC厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)時(shí)間雖然比UASB要短,但要達(dá)到反應(yīng)器內(nèi)部的動(dòng)力內(nèi)循環(huán)仍然需要較長的時(shí)間。現(xiàn)今,如何快速地啟動(dòng)反應(yīng)器成為了學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。
3 內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的工業(yè)
3.1處理酒精廢水
酒精是重要的化工原料,于化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)、日用化工、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域。隨著石油、煤炭等自然資源逐年減少,且*,可替代能源的發(fā)展受到越來越多的關(guān)注。酒精燃料是一種可再生的清潔能源,已成為替代能源之一。由此在酒精過程中產(chǎn)生的廢水也越來越多,傳統(tǒng)的厭氧工藝處理這類高濃度廢水效果不理想。中糧生化(北海)能源限采用荷蘭帕克IC反應(yīng)器處理木薯酒精廢液,每天處理廢水3000m3,進(jìn)水COD在3~3.5mg/L,COD去除率達(dá)到90%。河南天冠燃料乙醇限是一家燃料乙醇企業(yè),引進(jìn)了IC厭氧反應(yīng)器,經(jīng)過一段時(shí)間的調(diào)試,使容積負(fù)荷達(dá)到了12kgCOD/m3˙d,COD的去除率達(dá)到了93%。
3.2處理生物制藥廢水
隨著生物制藥行業(yè)的不斷發(fā)展和壯大,生物制藥工業(yè)給環(huán)境帶來的壓力越來越突出,目前生物制藥工業(yè)是環(huán)境保護(hù)規(guī)劃治理的12個(gè)行業(yè)之一。生物制藥過程中產(chǎn)生大量廢水,且成分復(fù)雜,機(jī)污染物種類多、濃、色度深,處理難度大,尤其是的制藥廢水還含生物毒性物質(zhì),增加了生物制藥廢水的處理難度。皖北某將IC反應(yīng)器用于抗生素廢水的處理中,取得了良好的效果,IC反應(yīng)器對COD的平均去除率達(dá)到了78%,出水COD在2000mg/L以下,能滿足后續(xù)好氧和浮處理負(fù)荷的要求,從而確保了整個(gè)廢水處理系統(tǒng)出水的達(dá)標(biāo)放。
3.3 處理造紙廢水
隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展,人們對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)用水量和廢水放量也隨之增加。造紙工業(yè)廢水放量大,污染嚴(yán)重。造紙過程中,采用不同的原料或加工工藝的紙漿,其污染物發(fā)生量懸殊,各種制漿廢水中會(huì)多種對生物害物質(zhì)。在范圍內(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。
3.4 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),具可生化等點(diǎn)。
已建成的IC厭氧反應(yīng)器大部分用于處理啤酒廢水。目前我已多家啤酒了此工藝。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)。
強(qiáng)效率IC厭氧反應(yīng)器
啟動(dòng)的要點(diǎn)
①啟動(dòng)一定要逐步進(jìn)行,留充裕的時(shí)間,并不能期望很短時(shí)間進(jìn)入加料達(dá)到厭氧降解的目標(biāo) 。因?yàn)閱?dòng)實(shí)際上是使菌從休眠狀態(tài)恢復(fù),即活化的過程。啟動(dòng)中菌、馴化、增殖過程都在進(jìn)行,原厭氧污泥中濃度較低的甲烷菌的增長速度相對于產(chǎn)酸菌要慢的多。因此,這時(shí)負(fù)荷一般不能高,時(shí)間不能短,每次進(jìn)料要少,間隔時(shí)間要長。
②混合進(jìn)液濃度一定要控制在較低水平,一般COD濃度為1000-5000mg/L,當(dāng)過5000mg/L,應(yīng)進(jìn)行出水循環(huán)和加水稀釋至要求。
③若混合液中亞硫酸鹽濃度大于200mg/L時(shí),則亦應(yīng)稀釋至100mg/L以下才能進(jìn)液。
④負(fù)荷增加操作方式:啟動(dòng)初期容積負(fù)荷可從0.2-0.5kgCOD/m3?d開始,當(dāng)生物降解能力達(dá)到80%以上時(shí),再逐步加大。若低負(fù)荷進(jìn)料,厭氧過程仍不正常COD不能消化,則進(jìn)料間斷時(shí)間應(yīng)延長24h或2-3d,檢查消化降解的主要指標(biāo)測量VFA濃度,啟動(dòng)階段VFA應(yīng)保持在3mmoL/L以下。
⑤當(dāng)容積負(fù)荷走到2.0kgCOD/m3?d后,每次進(jìn)料負(fù)荷可增大,但不過20%,只當(dāng)進(jìn)料增大,而VFA濃度且維持不變,或仍維持在﹤3mmoL/L水平時(shí),進(jìn)料量才能不斷增大進(jìn)液間隔才能不斷減少。
IC厭氧反應(yīng)器是繼UASB、EGSB之后的一種厭氧反應(yīng)器。它通過上下兩層集罩把反應(yīng)器分為上下兩個(gè)室,兩個(gè)室通過內(nèi)循環(huán)裝置組合在一起。
進(jìn)入IC厭氧反器的機(jī)物大部分在下反應(yīng)室被消化,所產(chǎn)生的沼被下層集罩阻隔收集進(jìn)入提升管,由于提升管內(nèi)外液體存在密度差,促使發(fā)酵液不斷被提升至液分離器,分離沼后又回流到下反應(yīng)室,形成了發(fā)酵液的連續(xù)循環(huán)。
鑒于內(nèi)循環(huán)發(fā)生在下反應(yīng)室,故下反應(yīng)室較高的水力負(fù)荷,高水力負(fù)荷和高產(chǎn)負(fù)荷使污泥與機(jī)物充分混合,使污泥處于充分的膨脹狀態(tài),傳質(zhì)速率高,大大提高了厭氧消化速率和機(jī)負(fù)荷。
上反應(yīng)室是反應(yīng)器的低負(fù)荷區(qū),它只是消化下反應(yīng)室少量來不及消化的機(jī)物,沼產(chǎn)量少。產(chǎn)負(fù)荷低,內(nèi)循環(huán)不進(jìn)入上反應(yīng)室,上反應(yīng)室較低的產(chǎn)負(fù)荷和較低的水力負(fù)荷利于污泥的沉降和滯留,從而能維持反應(yīng)器內(nèi)較高的污泥濃度。
由于厭氧消化速率取決于污泥濃度和傳質(zhì)速率,影響傳質(zhì)的因素是產(chǎn)負(fù)荷和水力負(fù)荷,它們一方面是強(qiáng)化傳質(zhì)的重要因素,又是造成污泥流失的根本原因,而IC厭氧應(yīng)器由于了內(nèi)循環(huán)裝置,改變了產(chǎn)負(fù)荷與水力負(fù)荷的方向,在高負(fù)荷下能避免污泥的流失,在一定程度上實(shí)現(xiàn)了“高負(fù)荷與污泥流失相分離”,從而使IC厭氧反器具比UASB、EGSB更高的機(jī)負(fù)荷
IC厭氧反應(yīng)器工作過程
通過以下的對IC厭氧反應(yīng)器的描述,您可以很清楚的了解到其所具的優(yōu)點(diǎn)的基本原理。
一般可以理解為IC是由上、下兩個(gè)UASB組成兩個(gè)反應(yīng)室,下反應(yīng)室負(fù)荷高,上反應(yīng)室負(fù)荷低,在反應(yīng)器內(nèi)部,對應(yīng)分為三個(gè)反應(yīng)區(qū)。
高負(fù)荷區(qū)
借助于本的殊的多旋流式防堵塞的布水系統(tǒng),高濃度的機(jī)廢水均勻進(jìn)入反應(yīng)器底部,完成與反應(yīng)器內(nèi)污泥的充分混合,由于內(nèi)循環(huán)、高的水力負(fù)荷和產(chǎn)的攪動(dòng),導(dǎo)致反應(yīng)器底部的污泥膨脹狀態(tài)良好,使廢水與污泥能夠充分接觸,如此良好的傳質(zhì)和較高的污泥活性才了IC反應(yīng)器具較高的機(jī)負(fù)荷。
低負(fù)荷區(qū)
低負(fù)荷區(qū)也是精處理區(qū),在這個(gè)反應(yīng)區(qū)內(nèi)水力負(fù)荷和污泥負(fù)荷較低,產(chǎn)量少,產(chǎn)攪動(dòng)小,因此可以效的對廢水中的機(jī)物進(jìn)行再處理。
沉降區(qū)
IC反應(yīng)器部為污泥沉降區(qū),機(jī)物已基本去除的廢水中的少量懸浮物在本區(qū)內(nèi)進(jìn)一步進(jìn)行沉降,IC出水水質(zhì)達(dá)到規(guī)定要求。
廢水通過布水系統(tǒng)進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器的下部高負(fù)荷區(qū),與顆粒污泥進(jìn)行充分的混合和傳質(zhì),將廢水中大部分的機(jī)物分解,產(chǎn)生大量的沼。沼通過下三相分離器時(shí),由于沼的提升,沼連同一部分混合液被提升到罐部的液分離器,沼在液分離器里被分離出來,分離后的混合液再通過回流管回流到罐的底部,與進(jìn)入IC厭氧反應(yīng)器的進(jìn)水混合,形成了厭氧罐自身的內(nèi)循環(huán)。
廢水通過下三相分離器后進(jìn)入上部低負(fù)荷區(qū)(精處理區(qū)),進(jìn)一步降解廢水中的機(jī)物,混合液通過上部的三相分離器時(shí)進(jìn)行顆粒污泥、水、沼的分離,沼通過沼管道出,污泥則回流到厭罐底部保持生物量,而沉淀后的水通過出水堰進(jìn)入后續(xù)構(gòu)筑物。
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