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IC厌氧反应器在废水处理中的应用

作者:泓润科技时间:2021-09-24 15:55 次浏览

信息摘要:

引言:随着我国各种创新技术的不断进步,生物处理技术已经成为我国污水治理的主要手段,基于生物处理技术的高效厌氧反应器具有适用范围广、负荷高、产生的污泥量较少等特点,...

引言:随着我国各种创新技术的不断进步,生物处理技术已经成为我国污水治理的主要手段,基于生物处理技术的高效厌氧反应器具有适用范围广、负荷高、产生的污泥量较少等特点,特别适用于工业生产中的废水处理,并且废水处理过程中技术耗能低,产生的沼气可以进行有效的回收,符合我国工业生产所倡导的低碳经济以及循环经济的理念[1]。
  一、IC厌氧反应器构造以及工艺原理
  IC厌氧反应器IC反应器是最新一代的高效厌氧反应器,其可以看作是两个UASB(上流式厌氧污泥床反应器(UASB))组成的,IC厌氧反应器的高度一般可达十六米到至二十五米,反应器的高度和直径的比例一般可以达到四到八米。IC厌氧反应器IC反应器主要是由污水混合区、污泥膨胀床区、内循环区、精处理系统以及沉淀区这五个基本部分组成,其中的内处理区作为反应器的核心部分通常由提升管(提升沼气)、泥水混合下降管、气液分离器以及一级三相分离器组成。以下对IC厌氧反应器的基本组成进行介绍。
  1.混合区
  工业生产过程中产生的废水首先要经过化学试剂调节酸碱值并调整废水的温度,经过调节后的废水就会从进水口涌入到处在反应器底端的混合区,在混合区中,进入到反应器的废水会与从反应器顶端的回流废水进行均匀的混合,以此来对新进入的废水起到稀释、减少有害物质密度的作用,从而极大程度的削弱反应器的容积负荷,降低有害物质对反应器产生不良影响的可能性。
  2.污泥膨胀床区
  废水在混合区经过充分的均匀混合后,就会形成污泥颗粒废水混合物,由于反应器中循环系统的回流,这些混合物就会在水的推力作用下,开始上升进入到反应器中的污泥膨胀床区,并且这种推力产生的上升流速最大可达十到二十米每小时[1]。
  3.内循环系统
  经过污泥膨胀床区时,这些混合物质就会产生气体,这些气体就会在“气提作用”的影响下迅速地携带着混合物质通过提升管进入到处于IC厌氧反应器顶端的气液分离装置,在气液分离装置的作用下,气体会被单独的分开、排除,剩下的混合液体就会经过下降管道重新回到反应器的混合区,由此便在IC厌氧反应器中形成了一个循环,并且这个内部循环的大小对于反应器的稳定有着重要的影响。值得一提的是,由于不同的高效厌氧反应器的构造以及COD负荷不同,反应器内循环量也有不同,其中,IC厌氧反应器的内循环量大概处于零点五倍到五倍之间[2]。
  4.精处理系统
  事实上,经过污泥膨胀床区进入到气液分离器的废水只是进入反应器废水中的一部分,另外一部分废水流入到精处理系统中,在精处理系統中会对这些废水进行进一步的处理,降低废水中COD浓度,从而保证排放的水质。
  5.沉淀区
  经过上述步骤处理过后的废水就会通过溢流堰、出水管道流入到沉淀区,然后在进行后续的污水净化处理,进一步地降低水中的有害物质含量。
  二、IC厌氧反应器的优点
  1.容积负荷率高
  相对于传统UASB来说,IC厌氧反应器具有内部循环系统,其容积负荷率也高达UASB的三倍左右[3]。
  2.占地小,投资少
  IC厌氧反应器大多设计为高径比四到八的塔状,相对于普通的厌氧污泥床反应器来说,IC厌氧反应器所占用的地面面积更小,并且在对废水进行处理时,由于IC厌氧反应器污泥负荷率有了明显的提升,容积就可以相对的减小,有效地节省了工业生产废水处理的投资。
  3.能源消耗低
  普通的厌氧污泥床反应器需要通过水泵来实现出水回流,因此需要消耗能源来产生动力;但是IC厌氧反应器的内循环系统是通过沼气的提升来带动混合液的流动,因此就不需要外加水泵来提供循环所需动能,从而可以有效的节省大量能源[4]。
  三、高效厌氧反应器在污水处理中的具体应用
  1.处理酒精制造过程中产生的废水
  酒精是我国生产生活重要的物质之一,被广泛应用到化学化工、日用食品等工业领域,并且随着清洁能源的不断推广,酒精已经开始逐渐地替代煤炭、石油等传统且不可再生的能源,由此越来越多的企业开始注重酒精的生产,酒精生产过程中所产生的废水也变得越来越多,采用传统的废水处理方法开始变得“乏力”,处理的效果不够理想。而将IC厌氧反应器应用到酒精废水处理过程中能够有效地解决这些问题,根据有关数据显示,经过IC厌氧反应器处理后,COD去除率普遍能够达到百分之九十以上[5]。
  2.处理生物制药过程中产生的废水
  随着我国发展,生物制药行业在不断壮大的同时,也给周围环境带来了越来越大的压力。由于生物制药行业的特殊性,其产生的废水有较深的色素,包含的有机污染物的种类多、浓度高,有些还具有一定的生物毒性,大大增加了废水处理的难度,传统的废水处理方法显然不能够很好对废水起到“净化”的效果,这时就需要利用高效厌氧反应器。根据相关的统计和研究,将IC厌氧反应器应用到抗生素生产废水处理中,COD的平均去除率可高达78%,能够很好的满足后续好氧和气浮处理要求,使得排放水质能达到标准[6]。
  3.处理制造纸张过程中产生的废水
  纸张的制造也是废水产生的重要来源之一,随着纸张产量和消耗数量的不断增加,纸张制造工业用水量以及废水的排放量也随之而增加。由于纸张制造的过程中,采用不同的制造原料或者加工工艺,会导致纸张质量的不同,污染物的组成和浓度也会不同,并且纸张制造过程中产生的制浆废水还有多种生物毒性物质,利用IC厌氧反应器能够有效地对进水COD以及出水COD进行控制,使得进水COD保持在10000 mg/L、出水COD稳定在1400 mg/L[7]。
  四、结语
  综上所述,IC厌氧反应器具有容积负荷高、投资少及运行成本低等特点,处于当前厌氧反应器发展的顶点,在理论上以及现实中都有着不可替代的作用,因此相关研究分析人员应该对其进行更深入的探索,不断地挖掘潜在问题、并对其进行原理及结构优化,进一步地促进其功能的拓展和成本的降低。
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