造紙養(yǎng)殖廢水處理神器IC高效厭氧反應(yīng)器
造紙養(yǎng)殖廢水處理神器IC高效厭氧反應(yīng)器
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(jiǎn)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)入首反應(yīng)室，由于回流的影響，此部分產(chǎn)生較大的上升流速，速度可達(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(lái)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))
首反應(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(zhǎng)，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已在首反應(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(lái)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(zhǎng)達(dá)4～6個(gè)月。
