一.IC处理技术应用现状及发展前景
IC处理技术从问世以来已成功应用于土豆加工、菊苣加工、啤酒、柠檬酸和造纸等废水处理中。1985年荷兰首次应用IC反应器处理土豆加工废水,容积负荷(以COD计)高达35~50kg/(m3·d),停留时间4~6 h;而处理同类废水的UASB反应器容积负荷仅有10~15 kg/(m3·d),停留时间长达十几到几十个小时。
在啤酒废水处理工艺中,IC技术应用得较多,目前我国已有3家啤酒厂引进了此工艺。从运行结果看,IC工艺容积负荷(以COD计)可达15~30 kg/(m3·d),停留时间2~4.2 h,COD去除率ηCOD>75%;而UASB反应器容积负荷仅有4~7 kg/(m3·d),停留时间近10 h。
对于处理高浓度和高盐度的有机废水,IC反应器也有成功的经验。位于荷兰Roosendaal的一家菊苣加工厂的废水,COD约7900mg/L,SO42-为250mg/L,Cl-为4200mg/L。采用22m高、1100m3容积的IC反应器,容积负荷(以COD计)达31 kg/(m3·d),ηCOD>80%,平均停留时间仅6.1 h。
我国无锡罗氏中亚柠檬有限公司的IC厌氧处理系统自1998年12月运行以来一直都很稳定,进水COD一般在8000mg/L以上,pH5.0左右,容积负荷(以COD计)可达30 kg/(m3·d),出水COD基本在2000mg/L以下,且每千克COD产沼气0.42m3。1996年IC反应器首次应用于纸浆造纸行业,并迅速获得客户欢迎,至今全世界造纸行业已建造IC反应器23个。
表1列出了IC反应器和UASB反应器处理典型废水的对照结果,从表中数据可以看出,IC反应器在很大程度上解决了UASB的不足,大大提高了反应器单位容积的处理容量。
表1 IC反应器与UASB反应器处理相同废水的对比结果
对比指标 |
反应器类型 |
|||
IC |
UASB |
|||
啤酒废水 |
土豆加工废水 |
啤酒废水 |
土豆加工废水 |
|
反应器体积(m3) |
6×162 |
100 |
1400 |
2×1700 |
反应器高度(m) |
20 |
15 |
6.4 |
5.5 |
水力停留时间(h) |
2.1 |
4.0 |
6 |
30 |
容积负荷kg/(m3·d) |
24 |
48 |
6.8 |
10 |
进水COD(mg/L) |
2000 |
6000~8000 |
1700 |
12000 |
ηCOD(%) |
80 |
85 |
80 |
95 |
随着生产的发展,经济高效、节能省地的厌氧反应器越来越受到水处理工作者的青睐。IC反应器的一系列技术优点及其工程成功实践,是现代厌氧反应器的一个突破,值得进一步研究开发。而且由于反应器容积小,生产、运输、安装和维修都十分方便,产业化前景也很乐观。
二.IC反应器存在的几个问题
COD容积负荷大幅度提高,使IC反应器具备很高的处理容量,同时也带来了不少新的问题:
(1)从构造上看,IC反应器内部结构比普通厌氧反应器复杂,设计施工要求高。反应器高径比大,一方面增加了进水泵的动力消耗,提高了运行费用;另一方面加快了水流上升速度,使出水中细微颗粒物比UASB多,加重了后续处理的负担。另外内循环中泥水混合液的上升还易产生堵塞现象,使内循环瘫痪,处理效果变差。
(2)发酵细菌通过胞外酶作用将不溶性有机物水解成可溶性有机物,再将可溶性的大分子有机物转化成脂肪酸和醇类等,该类细菌水解过程相当缓慢。IC反应器较短的水力停留时间势必影响不溶性有机物的去除效果。
(3)在厌氧反应中,有机负荷、产气量和处理程度三者之间存在着密切的联系和平衡关系。一般较高的有机负荷可获得较大的产气量,但处理程度会降低。因此,IC反应器的总体去除效率相比UASB反应器来讲要低些。
(4)缺乏在IC反应器水力条件下培养活性和沉降性能良好的颗粒污泥关键技术。目前国内引进的IC反应器均采用荷兰进口的颗粒污泥接种,增加了工程造价。
上述问题有待在对IC厌氧处理技术内部规律进行更深入探讨的基础上,结合工程实践加以克服,使这一新技术更加完善。
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