IC内循环反应器

内循环厌氧反应器(IC)的应用与发展郭永福1’2储金宇1(1．苏州科技学院环境科学与工程系江苏苏州215011；2．江苏大学环境学院江苏镇江212013)内循环厌氧反应器(InternalCirculationReactor，IC)，是荷兰PAQUES公司于20世纪80年代中期在UASB反应器的基础上开发成功的第3代超高效厌氧反应器。到1988年，世界上第1座生产性规模的IC反应器在荷兰投入运行，到目前为止，已成功地应用于啤酒生产、造纸、食品加工j柠檬酸等行业的生产污水治理。Ic反应器与以UASB为代表的第2代厌氧反应器相比，在容积负荷、电耗、工程造价、占地面积等诸多方面，具有绝对的优势，是对现代高效厌氧反应器的一种突破，有着重大的理论意义和实用价值，进一步研究和开发IC反应器，推广其应用范围已成为当前废水厌氧处理的重点内容之一。1、IC反应器的基本构造IC反应器可以看作是由2个UASB反应器叠加串联构成，高径比一般为4，8，高度可达16—25m。由5部分组成：混合区、第1反应区、第2反应区、内循环系统和出水区。其中内循环系统是Ic反应器的核心部分，由一级三相分离器、沼气提升管、气液分离器和污泥回流管组成。参见图1。2、IC反应器的工程应用及研究现状2．1工程应用现状2．1．1处理土豆加工废水1985年，荷兰PAQUES公司在一家土豆处理厂建立了第1个IC中试反应器，其后建造的100矗IC厌氧反应器都处理这种废水，运行表明：IC厌氧反应器的COD容积负荷达到35—50kg／(m3·d)，停留时间前者为4—6h，而处理同样废水的UASB反应器的负荷仅为IC反应器的1／3左右[6,71。2．1．2处理啤酒废水1996年沈阳华润雪花啤酒有限公司从荷兰PAQUES引进我国第1套Ic反应器。反应器高16m，有效容积70m3，处理水量400m3／d，COD去除率稳定在80％以上，容积负荷高达25—30ks／(m3·d)。此后，广州珠江啤酒公司采用直径9．5m，高20m的Ic反应器，处理啤酒废水1000m3／d。容积负荷最高可达40ks／(m3·d)，COD去除率在75％一80％(8,9】。2．1．3处理高浓度酒精废水郑州大学于2004年进行了IC反应器处理酒精工业废水的生产性启动的研究，并成功地应用于酒精工业废水的治理，COD去除率高达95％左右，进水COD为15g／L，其接种污泥采用酒精厂自行培养的消化污泥和城市污水处理厂的厌氧脱水污泥，接种质量浓度为13．4ms／L和10．85ms／L，并培养出了颗粒污泥[10】。2．1．4处理造纸综合废水Ic反应器自1996年用于造纸废水处理以来，发展很快。如在德国的Wepa造纸厂，废水处理量为4000m3／d，采用容积为385m3、高20m的IC反应器，进水COD在1510—2920ms／L，容积负荷在9—20ks／(m3·d)，COD去除率为58％一74％En，12]。2．1．5处理高浓度柠檬酸废水无锡罗氏中亚柠檬酸有限公司采用高22m，容积1560m3的IC反应器，每天处理3000m3的柠檬酸废水，COD容积负荷达到15ke'(m3·d)，COD去除率为81％¨3|。以玉米为主要原料生产柠檬酸的宜兴协联生化有限公司，废水量为1500m3／d，采用直径8m，高23m，总容积为1100m3的多极IC反应器(MIC)进行处理，进水COD质量浓度为9—12g／L，出水COD质量浓度为200—300mg／L，处理效率在90％以上，有机负荷达到了20k∥(m3·d)¨4|。2．2反应器的研究现状2．2．1处理高含盐菊苣废水HabetsL．H．A对以IC反应器处理菊苣废水的研究进行了阐述，采用高22m，容积为1100m3的Ic厌氧反应器，每天处理800m3废水，进水COD约7．9g／L，COD去除率在80％以上，平均停留时间仅6．1h【15J。2．2．2快速启动的研究采用人工合成的葡萄糖配水，丁丽丽、吴静等分别对Ic反应器的颗粒污泥变化规律以及初次启动和二次启动过程进行了较深入的研究，试验结果表明：启动过程可在5—35d内完成，快速启动是可行的。启动结束时COD容积负荷达12—15kr,／(矗·d)，COD去除率在85％以上(16．17J。2．2．3处理养猪废水邓良伟利用容积为120L的Ic反应器处理猪场废水，水力停留时间0．8—2d，负荷3—7kr／(m3·d)。经过近半年的运行，结果表明，试验期间沼气产率达到1．5—3矗／(齑·d)，COD平均去除率为80．3％，BOD去除率95．8％，Ss去除率78．5％。由于沉