内循环厌氧反应器设计以及快速启动_张叶锋

广西轻工业GUANGXIJOURNALOFLIGHTINDUSTRY2007年6月第6期(总第103期)资源与环境内循环(InternalCirculation)厌氧反应器(下称IC反应器)是荷兰某公司80年代中研究开发成功的。1996年我国引进了第一套IC技术,之后国内又有多个工程是引进的荷兰的PAQU-ES的IC厌氧反应技术,如福建南纸30000m3/天的污水处理工程、岳阳纸业公司污水处理工程等。目前国内也有自行设计的IC厌氧反应器,但运行效果并不理想。造纸废水因为浓度大、毒性物质含量高可生化差等特点是一种较难处理的工业废水,大多数林业工业废水含有大量的不易生物降解的木质素衍生物,这些废水很高的COD和BOD的比值说明其生物降解性很差,这个比值范围为4~6。但在IC反应器内一般可以达到60%左右的处理效率,这是因为IC反应器较大的循环量不仅减小了黑液对产甲烷菌的毒性同时也能保证反应器内的生物保持率。但目前在IC反应器的设计过程中很多参数确定起来还是相当困难,其水利模型也是在逐步研究完善中。下面先就IC反应器设计的几个关键参数进行讨论。1IC反应器设计的几个关键问题1.1提升管与回流管的影响IC反应器的精华和关键就在于能不能产生内循环,是由于粗处理区和细处理区负荷不同导致产气量的差别很大从而导致两区密度的差异,因此我们可以将上升管和回流管看作连通器。由图1可以得r气液H1=r液H2由此可以得到设计的关键之一H1与H2的高度。H1表示从一级三相分离器集气罩到上部出水面的高度,H2表示气体提升管的高度。本实验中提升管的直径为150mm。杨世观等人发现当H1超过一定高度后H1的高度同循环水量会近似呈线性关系[4]。公式中的r气液、r液也就是一级三相分离器处的溶液和进水的密度都可以测出来。本实验中设计H2=1200mm得H1=800mm。1.2循环流量的计算IC反应器主要是通过颗粒污泥床产生的沼气提升废水产生循环。通过气提式反应器的水利学模型,提升管中的持气率可以根据以下公式求得:egr=Ugr0.24+1.35(Ugr+Ulr)0.93(1)上式是在提升管的管径为0.15m和高为10.5m的时候研究得出的,上式在表面气体流速为0.07～3.5m/s和表面液体流速为0.3～2.7m/s的时候被验证是正确的,此值正适用于IC反应器。根据系统能量守衡提出的气提式反应器的水利