采用IC反应器,研究了该反应器处理猪粪废水启动特性以及处理效果。结果表明,在逐渐加大进水流量和COD浓度来提高有机负荷的情况下,随着反应器的运行,反应器污泥床区逐渐充满沉降性能良好的颗粒污泥,到启动完成时经历了60d左右的时间;启动完成后污泥床区中粒径大于1mm的颗粒污泥量约占81.3%,且污泥床区下部的颗粒污泥粒径均大于上部的颗粒污泥粒径;在进水有机负荷率达到20.6kgCOD·m-3·d-1,HRT不低于12h时,COD去除率保持在90%以上;同时,反应器对N、P也有一定的去除效果,T-N和T-P去除率约为20.8%和34.6%。

IC反应器的构造及原理

IC厌氧反应器由两个反应室叠加而成,每个厌氧反应室的顶部各设一个三相分离器,如同两个UASB反应器的上下重叠串联组成,由5个基本部分组成:混合区、颗粒污泥膨胀床区(一反应区)、精处理区(第二反应区)、内循环系统和出水区。在一反应室的集气罩顶部设有沼气升流管直通IC反应器顶部的气液分离器,气液分离器的底部设一回流管直通至反应器的底部。内循环系统是IC工艺的核心部分,由一级三相分离器、沼气提升管、气液分离器和泥水下降管等组成。内循环装置,改变了产气负荷与水力负荷的作用方向,在高负荷下能避免污泥的流失,在一定程度上实现了/高负荷与污泥流失相分离0,从而使IC厌氧反应器具有比UASB、EGSB更高的有机负荷。

IC反应器的有机物生物降解分为两个阶段,底部一个阶段(一反应区)处于高负荷,上部一个阶段(二反应区)处于低负荷。废水首先进入反应器底部的混合区,并与来自泥水下降管的内循环泥水混合液充分混合后进入一反应区进行生物降解,大部分有机物在这里被降解而转化为沼气,所产生的沼气被一反应区的集气罩收集,由于沼气气泡形成过程中对液体所作的膨胀功产生了气体提升作用,使得沼气、污泥和水的混合物沿沼气提升管上升至反应器顶部的气液分离器,沼气在该处与泥水混合液被分离出的沼气从气液分离器顶部的导管排走,分离出的泥水混合液将沿着回流管返回到一厌氧反应区的底部,并与底部的颗粒污泥和进水充分混合,实现了混合液的内部循环。内循环使一厌氧反应区不仅有很高的生物量,很长的污泥龄,并具有很大的升流速度,一般为10~20m/h,使该室内的颗粒污泥完全达到流化状态,从而大大提高一反应室去除有机物的能力。经一反应区处理过的废水,进入第二厌氧反应区继续进行降解。

二反应区的液体上升流速小于一反应区,一般为2~10m/h。该区除了继续进行生物反应外,由于上升流速的降低,还充当一反应区和沉淀区之间的缓冲段,对防止污泥流失及确保沉淀后的出水水质起着重要作用。废水中的剩余有机物可被二反应区的厌氧颗粒污泥进一步降解,使废水得到更好的净化,提高出水水质。产生的沼气由二厌氧反应区的集气罩收集,通过集气管进入气)液分离器。

二厌氧反应室的混合液在沉淀区进行固液分离,处理过的上清液由出水管排走,沉淀的污泥可自动返回到二厌氧反应室。