一.IC處理技術(shù)應用現狀及發(fā)展前景
IC處理技術(shù)從問(wèn)世以來(lái)已成功應用于土豆加工、菊苣加工、啤酒、檸檬酸和造紙等廢水處理中。1985年荷蘭首次應用IC反應器處理土豆加工廢水,容積負荷(以COD計)高達35~50kg/(m3·d),停留時(shí)間4~6 h;而處理同類(lèi)廢水的UASB反應器容積負荷僅有10~15 kg/(m3·d),停留時(shí)間長(cháng)達十幾到幾十個(gè)小時(shí)。
在啤酒廢水處理工藝中,IC技術(shù)應用得較多,目前我國已有3家啤酒廠(chǎng)引進(jìn)了此工藝。從運行結果看,IC工藝容積負荷(以COD計)可達15~30 kg/(m3·d),停留時(shí)間2~4.2 h,COD去除率ηCOD>75%;而UASB反應器容積負荷僅有4~7 kg/(m3·d),停留時(shí)間近10 h。
對于處理高濃度和高鹽度的有機廢水,IC反應器也有成功的經(jīng)驗。位于荷蘭Roosendaal的一家菊苣加工廠(chǎng)的廢水,COD約7900mg/L,SO42-為250mg/L,Cl-為4200mg/L。采用22m高、1100m3容積的IC反應器,容積負荷(以COD計)達31 kg/(m3·d),ηCOD>80%,平均停留時(shí)間僅6.1 h。
我國無(wú)錫羅氏中亞檸檬有限公司的IC厭氧處理系統自1998年12月運行以來(lái)一直都很穩定,進(jìn)水COD一般在8000mg/L以上,pH5.0左右,容積負荷(以COD計)可達30 kg/(m3·d),出水COD基本在2000mg/L以下,且每千克COD產(chǎn)沼氣0.42m3。1996年IC反應器首次應用于紙漿造紙行業(yè),并迅速獲得客戶(hù)歡迎,至今全世界造紙行業(yè)已建造IC反應器23個(gè)。
表1列出了IC反應器和UASB反應器處理典型廢水的對照結果,從表中數據可以看出,IC反應器在很大程度上解決了UASB的不足,大大提高了反應器單位容積的處理容量。
表1 IC反應器與UASB反應器處理相同廢水的對比結果
對比指標 |
反應器類(lèi)型 |
|||
IC |
UASB |
|||
啤酒廢水 |
土豆加工廢水 |
啤酒廢水 |
土豆加工廢水 |
|
反應器體積(m3) |
6×162 |
100 |
1400 |
2×1700 |
反應器高度(m) |
20 |
15 |
6.4 |
5.5 |
水力停留時(shí)間(h) |
2.1 |
4.0 |
6 |
30 |
容積負荷kg/(m3·d) |
24 |
48 |
6.8 |
10 |
進(jìn)水COD(mg/L) |
2000 |
6000~8000 |
1700 |
12000 |
ηCOD(%) |
80 |
85 |
80 |
95 |
隨著(zhù)生產(chǎn)的發(fā)展,經(jīng)濟高效、節能省地的厭氧反應器越來(lái)越受到水處理工作者的青睞。IC反應器的一系列技術(shù)優(yōu)點(diǎn)及其工程成功實(shí)踐,是現代厭氧反應器的一個(gè)突破,值得進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)。而且由于反應器容積小,生產(chǎn)、運輸、安裝和維修都十分方便,產(chǎn)業(yè)化前景也很樂(lè )觀(guān)。
二.IC反應器存在的幾個(gè)問(wèn)題
COD容積負荷大幅度提高,使IC反應器具備很高的處理容量,同時(shí)也帶來(lái)了不少新的問(wèn)題:
(1)從構造上看,IC反應器內部結構比普通厭氧反應器復雜,設計施工要求高。反應器高徑比大,一方面增加了進(jìn)水泵的動(dòng)力消耗,提高了運行費用;另一方面加快了水流上升速度,使出水中細微顆粒物比UASB多,加重了后續處理的負擔。另外內循環(huán)中泥水混合液的上升還易產(chǎn)生堵塞現象,使內循環(huán)癱瘓,處理效果變差。
(2)發(fā)酵細菌通過(guò)胞外酶作用將不溶性有機物水解成可溶性有機物,再將可溶性的大分子有機物轉化成脂肪酸和醇類(lèi)等,該類(lèi)細菌水解過(guò)程相當緩慢。IC反應器較短的水力停留時(shí)間勢必影響不溶性有機物的去除效果。
(3)在厭氧反應中,有機負荷、產(chǎn)氣量和處理程度三者之間存在著(zhù)密切的聯(lián)系和平衡關(guān)系。一般較高的有機負荷可獲得較大的產(chǎn)氣量,但處理程度會(huì )降低。因此,IC反應器的總體去除效率相比UASB反應器來(lái)講要低些。
(4)缺乏在IC反應器水力條件下培養活性和沉降性能良好的顆粒污泥關(guān)鍵技術(shù)。目前國內引進(jìn)的IC反應器均采用荷蘭進(jìn)口的顆粒污泥接種,增加了工程造價(jià)。
上述問(wèn)題有待在對IC厭氧處理技術(shù)內部規律進(jìn)行更深入探討的基礎上,結合工程實(shí)踐加以克服,使這一新技術(shù)更加完善。
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