IC厭氧處理新技術的應用進展

時間：2007-02-06 來源： 作者：甘縣輝 汪永輝 黃莉

    IC反應器的構造及其工作原理決定了其在控制厭氧處理影響因素方面比其它反應器更具有優勢。

   （1）容積負荷高：IC反應器內污泥濃度高，微生物量大，且存在內循環，傳質效果好，進水有機負荷可超過普通厭氧反應器的3倍以上。

   （2）節省投資和占地面積：IC反應器容積負荷率高出普通UASB反應器3倍左右，其體積相當于普通反應器的1/4~1/3左右，大大降低了反應器的基建投資[5]。而且IC反應器高徑比很大（一般為4~8），所以占地面積特別省，非常適合用地緊張的工礦企業。

   （3）抗沖擊負荷能力強：處理低濃度廢水（COD=2000~3000mg/L）時，反應器內循環流量可達進水量的2~3倍；處理高濃度廢水（COD=10000~15000mg/L）時，內循環流量可達進水量的10~20倍[5]。大量的循環水和進水充分混合，使原水中的有害物質得到充分稀釋，大大降低了毒物對厭氧消化過程的影響。

   （4）抗低溫能力強：溫度對厭氧消化的影響主要是對消化速率的影響。IC反應器由于含有大量的微生物，溫度對厭氧消化的影響變得不再顯著和嚴重。通常IC反應器厭氧消化可在常溫條件（20~25 ℃）下進行，這樣減少了消化保溫的困難，節省了能量。

   （5）具有緩沖pH的能力：內循環流量相當于第1厭氧區的出水回流，可利用COD轉化的堿度，對pH起緩沖作用，使反應器內pH保持最佳狀態，同時還可減少進水的投堿量。

   （6）內部自動循環，不必外加動力：普通厭氧反應器的回流是通過外部加壓實現的，而IC反應器以自身產生的沼氣作為提升的動力來實現混合液內循環，不必設泵強制循環，節省了動力消耗。

   （7）出水穩定性好：利用二級UASB串聯分級厭氧處理，可以補償厭氧過程中K s高產生的不利影響。Van Lier[6]在1994年證明，反應器分級會降低出水VFA濃度，延長生物停留時間，使反應進行穩定。

   （8）啟動周期短：IC反應器內污泥活性高，生物增殖快，為反應器快速啟動提供有利條件。IC反應器啟動周期一般為1～2個月，而普通UASB啟動周期長達4～6個月[7]。

   （9）沼氣利用價值高：反應器產生的生物氣純度高，CH4為70％～80％，CO2為20％～30％，其它有機物為1％～5％，可作為燃料加以利用[8]。

    4  IC處理技術應用現狀及發展前景

    IC處理技術從問世以來已成功應用于土豆加工、菊苣加工、啤酒、檸檬酸和造紙等廢水處理中。1985年荷蘭首次應用IC反應器處理土豆加工廢水，容積負荷（以COD計）高達35～50kg/(m3·d)，停留時間4～6 h[9]；而處理同類廢水的UASB反應器容積負荷僅有10～15 kg/(m3·d)，停留時間長達十幾到幾十個小時[3]。

    在啤酒廢水處理工藝中，IC技術應用得較多，目前我國已有3家啤酒廠引進了此工藝。從運行結果看，IC工藝容積負荷（以COD計）可達15～30 kg/(m3·d)，停留時間2～4.2 h，COD去除率ηCOD>75％[9]；而UASB反應器容積負荷僅有4～7 kg/(m3·d)，停留時間近10 h[3]。

    對于處理高濃度和高鹽度的有機廢水，IC反應器也有成功的經驗。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反應器，容積負荷（以COD計）達31 kg/(m3·d)，ηCOD>80％，平均停留時間僅6.1 h[9]。

    我國無錫羅氏中亞檸檬有限公司的IC厭氧處理系統自1998年12月運行以來一直都很穩定，進水COD一般在8000mg/L以上，pH5.0左右，容積負荷（以COD計）可達30 kg/(m3·d)，出水COD基本在2000mg/L以下，且每千克COD產沼氣0.42m3[10]。1996年IC反應器首次應用于紙漿造紙行業，并迅速獲得客戶歡迎，至今全世界造紙行業已建造IC反應器23個[11]。

    表1列出了IC反應器和UASB反應器處理典型廢水的對照結果，從表中數據可以看出，IC反應器在很大程度上解決了UASB的不足，大大提高了反應器單位容積的處理容量。

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