用旧罐改造成IC厌氧反应器处理柠檬酸废水_邵希豪

用旧罐改造成IC厌氧反应器处理柠檬酸废水邵希豪,陈协,吴九九(江西科技能原技术发展公司,江西南昌330029)摘要:本文报导了一个直径12m,高15m处理柠檬酸废水的UASB改造成内循环(IC)厌氧反应器的运行结果:容积有机负荷达到24.6kgCOD·m-3d-1,COD去除率大于90%,HRT6.9h。关键词:UASB;IC厌氧反应器;柠檬酸废水中图分类号:X216.4;X703文献标识码:B文章编号:1000-1166(2004)04-0032-02收稿日期:2004-04-25作者简介:邵希豪(1940-),男,汉族,江苏景德镇人,研究员,主要从事污水处理工作。1低负荷运行厌氧反应器改造的必要性我国从事发酵工业生产的企业,在有机废水处理过程中,大多采用了厌氧消化法。二十多年来国内建起了各式各样的厌氧反应器,如隧道式沼气池,厌氧罐,AF,UBF,UASB,USR,EGSB,套筒式厌氧反应器和接触厌氧反应器等等。这些厌氧反应器多数是大、中型的,容积一般在500～3000m3之间,大的为5000m3,它们的直径一般为8～16m,高度10～20m。通过一段时间的运行后,大多数反应器的容积有机负荷有所降低,通常只有6kgCOD·m-3d-1左右,有些甚至只有2kgCOD·m-3d-1。造成这一现象的原因是种多样的。既有先天的不足也有也有后天的因素。先天不足之一是由于旧的大、中型厌氧反应器大多没有解决好布水问题,传质过程很不理想,因此造成容积有机负荷较低。直径大的反应器很难实现均匀布水,易产生“沟流”和“短路”,大量的污泥不能与有机物实现均匀的接触,从而产生了大量的无效容积,有人认为,这种因“物理上”的原因造成的无效容积,可占总容积的20%～60%。笔者认为,当反应器太高时还会因“化学上”的原因而产生大量的无效容积。反应器越高,反应器下部溶解的CO2浓度越大,pH越低,H2S的溶解度增加,在反应器下部会形成一个对厌氧消化十分不利的酸性环境。当反应器的传质过程不理想时,尤其是有机废水pH较低(pH<6)时,反应器越高,反应器下部不利于厌氧消化的区域就越大,所产生的无效容积就越多。后天原因有布水系统堵塞,反应器内沉渣增多使有效容积减少等等。从这些情况看改造旧的运行负荷低的厌氧反应器是有潜力的[1]。另一方面,随着国民经济的发展,许多工厂生产规模扩大,有机废水排放量的增加,势必要求增加厌氧反应器的处理能力。通过对旧厌氧反应器进行改造,提高反应器的处理能力,可以节省大量的建设资金,缩短建设周期,避免新增建设用地,收到事半功倍的效果。2内循环(IC)厌氧反应器是旧反应器改造的首选内循环(IC)厌氧反应器是一种新型的厌氧反应器,其容积有机负荷较高,在中温条件下可达到20kgCOD·m-3d-1左右。它与其它反应器的不同之处在于:在其内部有一个根据气提原理而设计的内循环装置,它能利用反应器所产生的沼气,在无外界动力的情况下,驱动发酵液不停地循环。该内循环装置还将整个厌氧反应器分成上、下两部分,下反应室相当于1个EGSB,上反应室相当于1个UASB。这种结构既保证了下反应室有着良好的传质过程,又保证了上反应室仍能较好地滞留污泥,使反应器能够保持较高的污泥浓度。此外它是采用旋流布水。正是由于有这些特殊结构,使IC反应器能解决布水系统堵塞问题,又能强化传质过程。发酵液的不停循环还能使底部料液循环到顶部,这使得溶解于料液中的CO2,H2S在顶部释放,避免了出现酸性环境。料液的不停循环也能使反应器死容积大大减少。总之,从技术上分析IC反应器能解决目前低负运行反应器的主要问题,是旧反应器改造的首选。3旧UASB反应器改造成IC反应器的实例某柠檬酸厂有一个直径12m,高15m,总容积1700m3,有效容积1500m3的UASB反应器处理柠檬酸废水。投产初期,在颗粒污泥条件下运行,容积有机负32中国沼气ChinaBiogas2004,22(4)荷达到过8kgCOD·m-3d-1,两年后,处理能力开始下降,有机负荷降到2kgCOD·m-3d-1以下,而且厌氧出水水质很差,出水中带有大量的厌氧污泥。将UASB排空后发现,反应器内有大量的结垢,布水器出水口被严重堵塞。这一现象显然与柠檬酸废水中Ca2+含量较高有关。为提高处理能力,笔者按“IC工艺”对该UASB进行了改造,采取的具体的工程措施如下:(1)保留原UASB罐体,并维持15m的高度不变,除增开1人孔外,对罐体未作其它改动。(2)保留UASB原有的三相分离器。(3)拆除UASB原有的布水系统,采用旋流式布水器,布水器的出水口共12个,平均每1出水口管理面积为9.4m2。(4)在反应器中部增设集气罩,在顶部增设气液分离器,并通过提升管和回流管将它们相连结,构成内循环系统。整个改造工程使用钢材约30吨。4运行结果技