废水厌氧处理技术的新进展—IC反应器在造纸工业上的应用

废水厌氧处理技术的新进展IC反应器在造纸工业上的应用●贺延龄西安变通夫学环境I程中。，710049摘要造纸I业是国外废水厌氧处理技术应用最多的领域之一，我国在这方面存在较大差距Ic反应嚣是在UASB反应器基础上发展起来的新一代高效厌氧反应器，目前已经成功用于造纸I业废水处理，它具有更高的负荷争净化效率，用于废纸制浆的废水处理，负荷约在20—30kg／(·d)，占地小于UASB反应嚣。Ic反应器可d代替UASB作为厌氧好氧系统的关键设备，使用Ic的厌氧一好氧系统处理废羝制浆废水时．COD、BOD去除率分别迭到90％和99％IC反应器和uAsB反应器用于废纸制幕造纸工厂，已经成功地实现了废水的零排放。美键词造纸废水厌氧处理封闭循环零排放IC反应器行成本低、节约能源、污泥易于处置等优点．在废水处理中正发挥着越来越大的作用。国外用于出口的厌氧颗粒污泥设备主要是处霸诂氏壹水的UASB装置⋯。目处理技术在国穸h造纸工业中主要应用的领域包括废纸制浆(TMP、CTMP和APMP)废水、半化学浆讲ssc)废水以及碱法黑液蒸发冷凝液I2，。但是，我国造纸行业废水处理却较少应用厌氧技术，厌氧技术在我国造纸工业废水污染控制领域里存在较大差距和很大的发展空间。目前UASB(upndwanaerobic山dgebls~ket．升流厌氧污泥覆盖层)反应器已经成为最重要的和最受欢迎的厌氧反应器，世界作者简舟：贺延龄、博士，安交通尢学敦授各国(不包括中国)UASB反应器占全部造纸废水厌氧处理设备的75％“i，它在造纸废水处理中用。但是废水厌氧处理技术是一个发展较快的领域，90年代由荷兰Paes公司开发的专利技术内循环厌氧反应器(简称IC反应器)，成为厌氧新技术的佼佼者。Ic反应器的负荷可以相当于UASB的2～3倍，反应器高度约等于UASB的3倍以上，因此占地极少，具有体积小、效率高的突出特点。自1996年用于造纸废水处理以来，发展极快，厌氧技术领域领先世界的荷兰PaquesI环境公司，在1996年以来的工程项目中，Ic反应器工程比例大大超过了UASB反应器，造纸工业也已成为IC反应器应PaperandPaperM~dngNov2001No．6用最多的领域之一。毫无疑问，这得我国环境和造纸工作者重视。一、IC反应器原理简介Ic反应器是在uAsB反应，两种反应器中都存在厌氧细菌聚集形成的“颗粒污泥”，因此两者都是上流式颗粒污泥处理系统。废水在反应器中都是自下而上流动．污染物被细菌吸附并降解，净化过的水H反应器上部流出。事实上，Ic反应器可以简单化地理解为两个上下组合在一起的UASB反应器，—个是下部的高负荷部分，一个是上部的低负荷部分。Ic反应器与UASB的最大不同之处是，废水处理中由COD转化产生的生物气的引出维普资讯http://www.cqvip.com分为两个阶段，下部产生的气体产生一个水和污泥的循环回流，由此g1起的强烈的搅拌作用和高的上流速度，极大地改善了污染物从液相到颗粒污泥的传质过程，因此有极高的净化效率，这是内循环(internaleireulatlon)一词的由来。图1是Ic反应器的示意图。图1IC反应嚣结构示意图Ic反应器把4个重要的工艺过程集合在同—个反应器内，这4个工艺过程是：(1)进液和混合一布水系统；(2)流化床反应室；(3)内循环系统；(4)深度净化反应室。以下对各部分作简要介绍。进液和混合一布水系统废水通过布水系统泵人反应器内，布水系统使进液与从Ic反应器上部返回的循环水、反应器底部的污泥有效地混合，由此产生对进液的稀释和均质作用。为了进水能够均匀地进入Ic反应器的流化床反应室，布水系统采用了一个特别的结构设计。流化床反应室在此部分，废水和颗粒污泥混合物在进水与循环水的共同推动下，迅速进人流化床室。废水和污泥之间产生强烈而有效的接触。这导致很高的污染物向生物物质(即颗粒污泥)的传质速率。在流化床反应室内，废水中的绝大部分可生物降解的污染物被转化为生物气。这些生物气在被称为一级沉降的下部三相分离器处收集并导人气体提升器，通过这个提升装置部分泥水混合物被传送到反应器最上部的气液分离器，气体分离后从反应器导出。内循环系统在气体提升器中，气提原理使气、水、污泥混合物快速上升，气体在反应器顶部分离之后，剩余的泥水混合物经过一个同心的管道向下流人反应器底部，由此在反应器内形成循环流。气提动力来自于上升的和返回的泥水混合物中气体含量的巨大差别，因此，这个泥水混合物的内循环不需要任何外加动力。有意思的是，这个循环流的流量随着进液中COD的量的增大而自然增大．因此反应器具有自我调节的作用，原因是在高负荷条件下，产生更多的气体，从而也产生更多的循环水量，导致更大程度的进水的稀释。这对于稳定的运行意义重大。深度净化室经过一级沉降之后，上升水流的主体部分