IC反应器处理酒精废水的生产性启动研究.doc

IC反应器处理酒精废水的生产性启动研究 摘要： 对生产性IC反应器处理酒精废水的启动过程及其处理效率进行了研究。采用我国自行设计安装的IC反应器处理某酒精厂的玉米酒精废水，在进水COD浓度为15000mg/L情况下，出水COD仅有500mg/L左右，COD去除率在95％以上。在反应器启动初期曾因工人操作失误出现酸化现象，后来经过投加NH4HCO3和厌氧出水中和调节pH，反应器内部环境得到一定的改善，到启动结束时，两个反应器内pH均稳定在6.8左右，VFA也下降到400mg/L左右。 关键词： IC反应器；酒精废水；生产性；启动 内循环(Internal Circulation，简称IC)厌氧反应器是荷兰PAQUES公司于20世纪80年代中期开发的第3代新型高效的厌氧反应器[1]。PAQUES公司在1985年初建成了第一个IC中试反应器，处理高浓度的土豆加工废水[2]。1986年以后该公司迅速把该技术应用于生产中。我国第一套IC反应器是1996年沈阳华润雪花啤酒有限公司引进用于处理啤酒废水的[3]。此后IC反应器在厌氧处理多种废水的实践中相继得到了应用[4~8]。但这些企业大多是直接进口荷兰PAQUES公司的设备，价格较为昂贵。因此，开发国产的IC反应器，对于IC技术的普及和推广具有重要意义。 1．材料和方法 1.1 试验材料 （1）废水 本试验废水采用河南某酒精厂经过板框压滤后的玉米酒糟废水。废水水质见表1。 表1 玉米酒糟废水水质特征 Table 1 Characteristics of Ethanol Wastewater from Corn 分析项目 温度/℃ COD/ (mg·L-1) SS/(mg·L-1) pH 板框压滤前 板框压滤后 85～90 68~70 (9~11)×104 (3~4.5)×104 (5~8)×104 (0.5~1)×104 3.6~4.0 3.6~4.0 沉淀处理后 48~60 (2.5~3)×104 (0.3~0.8)×104 3.6~4.0 厌氧进水采用经沉淀处理后的酒糟废水。由于酒糟废水的COD很高，即使经过压滤和沉淀处理后，COD仍在30000mg/L左右，在反应器启动初期直接以这么高的浓度进水不利于反应器的快速启动，因此在进入IC反应器之前需混入低浓度废水（采用IC反应器的厌氧出水）进行稀释，稀释比例为1：1，将进水COD浓度控制在15000mg/L左右。此外，由于酒糟废水pH较低，对反应器的启动不利，因此在启动初期分别加入石灰和NH4HCO3进行中和。 （2）接种污泥 本试验采用的接种污泥有两个来源，它们分别是： a.酒精厂厌氧消化池自行培养的厌氧絮状污泥； b.城市污水处理厂厌氧脱水污泥（含水率为75％左右）； （3）试验装置 本试验采用的装置是我国自行设计安装的IC反应器，装置示意图见图1。该反应器为圆柱形钢结构，共两座，分别称为1＃反应器和2＃反应器。反应器高22m，有效高度18m，直径7m，单体反应器容积为692m3。反应器由上下两个反应室叠加而成，其中1～9m为第一反应室，9～18m为第二反应室。在主体上部建有一个4m高的气液分离器。沿柱高设置6个取样口，分别为1m，2m，3m，9m，10m， 图1 IC反应器结构示意图Fig1 Structural Representation of Internal Circulation Reactor1.2 分析项目及方法 图1 IC反应器结构示意图 Fig1 Structural Representation of Internal Circulation Reactor 分析项目包括进、出水pH、COD、SS、VFA等。各项目的分析方法 [9] 分别是：COD，重铬酸钾法；pH，玻璃电极法；污泥浓度，重量法；悬浮物浓度，重量法；挥发酸（VFA），滴定法。 2．结果与讨论 2.1 IC反应器的启动运行概况 IC反应器接种污泥浓度分别为1＃反应器13.40g/L，2＃反应器10.85g/L。接种后在一周时间内每天加入2m3 反应器初次启动历时55天。启动初期进水加入石灰调节pH至5.0～6.0。由于石灰中沉淀物较多，调节池需要经常清底，因此自第20天起改加NH4HCO3调节pH，NH4HCO3投加量为200g/(m3进水)。待负荷提高，内循环形成后，借助IC反应器的内循环流量对pH的缓冲作用，不再加碱调节pH。反应器初始进水有机负荷在350kgCOD/d，出水COD为3000mg/L左右。在出水COD稳定在80％的条件下，每周将进水有机负荷提高23％左右。在反应器启动过程中定期测定反应器不同高度及出水的pH值、挥发酸、COD和污泥浓度。 2.2 COD去除情况 启动过程中，IC反应器有机负荷的增加及出水COD