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IC厭氧處理新技術(shù)在環(huán)保行業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景
IC厭氧處理新技術(shù)在環(huán)保行業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景
一.IC處理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景
IC處理技術(shù)從問世以來已成功應(yīng)用于土豆加工、菊苣加工、啤酒、檸檬酸和造紙等廢水處理中。1985年荷蘭首次應(yīng)用IC反應(yīng)器處理土豆加工廢水，容積負(fù)荷（以COD計(jì)）高達(dá)35～50kg/(m3·d)，停留時(shí)間4～6 h；而處理同類廢水的UASB反應(yīng)器容積負(fù)荷僅有10～15 kg/(m3·d)，停留時(shí)間長(zhǎng)達(dá)十幾到幾十個(gè)小時(shí)。
在啤酒廢水處理工藝中，IC技術(shù)應(yīng)用得較多，目前我國(guó)已有3家啤酒廠引進(jìn)了此工藝。從運(yùn)行結(jié)果看，IC工藝容積負(fù)荷（以COD計(jì)）可達(dá)15～30 kg/(m3·d)，停留時(shí)間2～4.2 h，COD去除率ηCOD>75％；而UASB反應(yīng)器容積負(fù)荷僅有4～7 kg/(m3·d)，停留時(shí)間近10 h。
對(duì)于處理高濃度和高鹽度的有機(jī)廢水，IC反應(yīng)器也有成功的經(jīng)驗(yàn)。位于荷蘭Roosendaal的一家菊苣加工廠的廢水，COD約7900mg/L，SO42－為250mg/L，Cl－為4200mg/L。采用22m高、1100m3容積的IC反應(yīng)器，容積負(fù)荷（以COD計(jì)）達(dá)31 kg/(m3·d)，ηCOD>80％，平均停留時(shí)間僅6.1 h。
我國(guó)無錫羅氏中亞檸檬有限公司的IC厭氧處理系統(tǒng)自1998年12月運(yùn)行以來一直都很穩(wěn)定，進(jìn)水COD一般在8000mg/L以上，pH5.0左右，容積負(fù)荷（以COD計(jì)）可達(dá)30 kg/(m3·d)，出水COD基本在2000mg/L以下，且每千克COD產(chǎn)沼氣0.42m3。1996年IC反應(yīng)器首次應(yīng)用于紙漿造紙行業(yè)，并迅速獲得客戶歡迎，至今全世界造紙行業(yè)已建造IC反應(yīng)器23個(gè)。
表1列出了IC反應(yīng)器和UASB反應(yīng)器處理典型廢水的對(duì)照結(jié)果，從表中數(shù)據(jù)可以看出，IC反應(yīng)器在很大程度上解決了UASB的不足，大大提高了反應(yīng)器單位容積的處理容量。
表1 IC反應(yīng)器與UASB反應(yīng)器處理相同廢水的對(duì)比結(jié)果
|
對(duì)比指標(biāo) |
反應(yīng)器類型 |
|||
|
IC |
UASB |
|||
|
啤酒廢水 |
土豆加工廢水 |
啤酒廢水 |
土豆加工廢水 |
|
|
反應(yīng)器體積（m3） |
6×162 |
100 |
1400 |
2×1700 |
|
反應(yīng)器高度（m） |
20 |
15 |
6.4 |
5.5 |
|
水力停留時(shí)間（h） |
2.1 |
4.0 |
6 |
30 |
|
容積負(fù)荷kg/(m3·d) |
24 |
48 |
6.8 |
10 |
|
進(jìn)水COD（mg/L） |
2000 |
6000～8000 |
1700 |
12000 |
|
ηCOD（％） |
80 |
85 |
80 |
95 |
隨著生產(chǎn)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)高效、節(jié)能省地的厭氧反應(yīng)器越來越受到水處理工作者的青睞。IC反應(yīng)器的一系列技術(shù)優(yōu)點(diǎn)及其工程成功實(shí)踐，是現(xiàn)代厭氧反應(yīng)器的一個(gè)突破，值得進(jìn)一步研究開發(fā)。而且由于反應(yīng)器容積小，生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝和維修都十分方便，產(chǎn)業(yè)化前景也很樂觀。
二.IC反應(yīng)器存在的幾個(gè)問題
COD容積負(fù)荷大幅度提高，使IC反應(yīng)器具備很高的處理容量，同時(shí)也帶來了不少新的問題：
（1）從構(gòu)造上看，IC反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)比普通厭氧反應(yīng)器復(fù)雜，設(shè)計(jì)施工要求高。反應(yīng)器高徑比大，一方面增加了進(jìn)水泵的動(dòng)力消耗，提高了運(yùn)行費(fèi)用；另一方面加快了水流上升速度，使出水中細(xì)微顆粒物比UASB多，加重了后續(xù)處理的負(fù)擔(dān)。另外內(nèi)循環(huán)中泥水混合液的上升還易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，使內(nèi)循環(huán)癱瘓，處理效果變差。
（2）發(fā)酵細(xì)菌通過胞外酶作用將不溶性有機(jī)物水解成可溶性有機(jī)物，再將可溶性的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化成脂肪酸和醇類等，該類細(xì)菌水解過程相當(dāng)緩慢。IC反應(yīng)器較短的水力停留時(shí)間勢(shì)必影響不溶性有機(jī)物的去除效果。
（3）在厭氧反應(yīng)中，有機(jī)負(fù)荷、產(chǎn)氣量和處理程度三者之間存在著密切的聯(lián)系和平衡關(guān)系。一般較高的有機(jī)負(fù)荷可獲得較大的產(chǎn)氣量，但處理程度會(huì)降低。因此，IC反應(yīng)器的總體去除效率相比UASB反應(yīng)器來講要低些。
（4）缺乏在IC反應(yīng)器水力條件下培養(yǎng)活性和沉降性能良好的顆粒污泥關(guān)鍵技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)引進(jìn)的IC反應(yīng)器均采用荷蘭進(jìn)口的顆粒污泥接種，增加了工程造價(jià)。
上述問題有待在對(duì)IC厭氧處理技術(shù)內(nèi)部規(guī)律進(jìn)行更深入探討的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)踐加以克服，使這一新技術(shù)更加完善。
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