IC厭氧反應(yīng)器在廢水處理中的應(yīng)用分析

葉潤澤

摘要：隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染日益嚴重，為了貫徹落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略計劃，有必要對廢水處理技術(shù)進行深入研究。內(nèi)循環(huán)（IC）厭氧技術(shù)主要應(yīng)用于高濃度有機廢水的處理，通過高能耗來增強內(nèi)循環(huán)的傳質(zhì)過程，在處理酒精廢水、制藥廢水、造紙廢水等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，可以有效降低運行成本，提高處理效率，是解決環(huán)境污染問題的重要手段之一。

關(guān)鍵詞：廢水處理;內(nèi)循環(huán)（IC）;厭氧反應(yīng)器

物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、生物技術(shù)是處理工業(yè)廢水的主要方法，其中厭氧技術(shù)以其低成、節(jié)能、操作簡便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用與廢水處理領(lǐng)域，并發(fā)揮著越來越重要的作用。內(nèi)循環(huán)（IC）厭氧反應(yīng)器出現(xiàn)于20世紀80年代中期，是根據(jù)UASB反應(yīng)器運行原理的基礎(chǔ)上開發(fā)而成，結(jié)合了物相強化傳遞、高速射流曝氣、紊流剪切等技術(shù)，其主要特點是反應(yīng)器內(nèi)部能形成流體循環(huán)，加強了有機物和顆粒污泥的傳質(zhì)，從而提高了廢水處理能力[1]。

一、IC厭氧反應(yīng)器在廢水處理中的應(yīng)用原理及特點

IC厭氧反應(yīng)器是一種新型反應(yīng)器，主要是整合了UASB反應(yīng)器顆?；腿喾蛛x器的設(shè)計理念，系統(tǒng)由兩個UASB反應(yīng)器重疊組成，系統(tǒng)主要由進水區(qū)、集氣罩、提升管、氣液分離器、回流管、沉淀區(qū)、出水管等組成[2]。首先，廢水進入反應(yīng)器混合區(qū)與內(nèi)循環(huán)污泥水充分混合，由第一反應(yīng)室生化降解，產(chǎn)生的沼氣由三相分離器收集，沿回流管上升到頂部的氣液分離器，進而將沼氣分離引出反應(yīng)器。隨后，在反應(yīng)器底部充分混合泥水，第一反應(yīng)室形成內(nèi)循環(huán)，沼氣處理在第二反應(yīng)室完成，實現(xiàn)混合液的固液分離處理，出水管排出達標液體。IC厭氧反應(yīng)器具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢，可以有效增強COD容量負荷，較低的水力停留時間，提高有機物與顆粒污泥之間的傳質(zhì)。在相同處理條件下，與普通的UASB相比，IC厭氧反應(yīng)器的容積負荷能提高4倍，所需容積僅約為四分之一，有利于降低處理成本。

二、IC厭氧反應(yīng)器處理廢水的影響因素

（一）水力停留時間。IC厭氧反應(yīng)器在廢水處理過程中，實際操作數(shù)據(jù)與理論計算結(jié)果有一定的差異，運行時進水量與水力停留時間應(yīng)成反比，但COD去除率不受水力停留時間的影響;反應(yīng)器停止時HRT不斷下降，但COD去除率值保持不變。這種現(xiàn)象主要是由于IC厭氧反應(yīng)器中污泥活性的恢復(fù)所致，微生物對有機物的絕對攝取量在增加[3]。IC反應(yīng)器兩級三相分離器結(jié)構(gòu)特殊，上下結(jié)構(gòu)重疊，使反應(yīng)器在高上升流速條件下仍能停留有機物。當水力停留時間較低時，進水上升流速增大，顆粒污泥與廢水的接觸面增強。因此，盡管水力停留時間較低，但沒有影響到COD去除率。

（二）溫度變化。當溫度較低時，IC厭氧反應(yīng)器的中溫消化，啟動過程中有必要采用蒸汽加熱裝置來提高反應(yīng)器的溫度，并保持在這一溫度范圍內(nèi)。然而，目前反應(yīng)器溫度的測量通常是人工控制蒸汽加熱管的開啟和關(guān)閉，不可避免的會有一些誤差，導(dǎo)致水溫存在波動。就反應(yīng)器的整體去除效率而言，也會受到溫度變化的影響。在中溫或高溫條件下，反應(yīng)器溫度波動應(yīng)控制在1.5°C至2°C之間，如果溫度高于波動范圍，但低于3°C，甲烷菌的產(chǎn)生速率就會受到抑制;如果溫度波動達到5°C，會導(dǎo)致反應(yīng)器停止產(chǎn)氣?？梢钥闯?，溫度變化對IC厭氧反應(yīng)器的影響是非常明顯，使反應(yīng)器的運行狀態(tài)和污泥活性出現(xiàn)變化。

三、IC厭氧反應(yīng)器在不同種類廢水處理中的具體應(yīng)用

（一）酒精廢水。酒精廣泛應(yīng)用于食品、化工、醫(yī)療等領(lǐng)域，在石油、煤炭等自然資源逐漸減少的背景下，可替代能源收到各界的廣泛關(guān)注。酒精作為可再生的清潔能源成為最佳替代品之一，其產(chǎn)量不斷增加，相應(yīng)的廢水處理量也大幅度增長。傳統(tǒng)的厭氧過程對高濃度酒精廢水處理效果并不理想，而采用IC厭氧反應(yīng)器每日可以處理3000m3廢水，COD去除率達到90%左右，具有顯著的技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢。

（二）制藥廢水。制藥生產(chǎn)過程會產(chǎn)生大量廢水，并且污染物具有種類復(fù)雜、濃度高等特點，增加了廢水處理難度。特別是某些制藥廢水中含有毒性物質(zhì)，如果處理不達標會嚴重影響生態(tài)環(huán)境。而采用IC厭氧反應(yīng)器取得了良好的效果，廢水經(jīng)處理后COD去除率可達78%左右，保證氣浮處理和好氧處理要求，從而達到排放標準。

（三）造紙廢水。在造紙過程中，不同原料或工藝生產(chǎn)的紙漿污染物含量有很大差異，各種造紙廢水中含有多種對生物有害的物質(zhì)。在全球環(huán)境中，控制造紙工業(yè)水污染已成為焦點，也是環(huán)境治理的關(guān)鍵。通過數(shù)據(jù)分析，采用改進的IC厭氧反應(yīng)器對造紙廢水進行常溫處理，反應(yīng)器負荷可以達到COD12kg/m3·d。在進水階段，COD可達約為10000mg/L，經(jīng)過循環(huán)處理后，出水COD達到約為1400mg/L[4]。

四、結(jié)束語

綜上所述，IC厭氧反應(yīng)器具有處理效率高、占地面積小、容積負荷率高等優(yōu)點，在各類廢水處理中發(fā)揮了重要作用。但在實際應(yīng)用過程中仍存在一些影響因素，影響了處理效果，需要不斷進行改進。目前，IC厭氧反應(yīng)器具有廣闊的應(yīng)用前景，應(yīng)做好實踐經(jīng)驗積累和技術(shù)吸收工作，以促進我國廢水處理領(lǐng)域的進一步發(fā)展。

參考文獻：

[1]鐘京崗，徐志國.內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器處理制漿造紙廢水的效能及影響因素[J].商品與質(zhì)量，2020（28）：67.

[2]吳秉奇，段美娟，周振，等.多段內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器的氣液流場及處理低濃度屠宰廢水的研究[J].工業(yè)用水與廢水，2019，50（1）：19-24.

[3]段美娟，陳福明，劉淑杰，等.多段內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器處理屠宰廢水的中試[J].廣東化工，2018，45（21）：33-35.

[4]胡超，邵希豪，晏波，等.內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器設(shè)計問題的探討[J].工業(yè)水處理，2017，37（9）：5-9.

（作者單位：維爾利環(huán)?？萍技瘓F股份有限公司）