IC反應器-調試啟動

IC反應器安裝調試主要內容引言IC反應器概況顆粒污泥概況IC反應器啟動方案的確定及優化結語

引言

廢水厭氧生物技術由于其巨大的處理能力和潛在的應用前景，一直是水處理技術研究的熱點。內循環厭氧處理技術（以下簡稱IC厭氧技術）就是在這一背景下產生的高效處理技術，它是20世紀80年代中期由荷蘭PAQUES公司研發成功，并推入國際廢水處理工程市場，目前已成功應用于土豆加工、啤酒、食品和檸檬酸等廢水處理中。而且IC反應器容積小、投資少、占地省、運行穩定，是一種值得推廣的高效厭氧處理技術。

而厭氧污泥顆粒化是大多數IC反應器啟動的目標和成功的標志，能否成功地培育顆粒污泥是保證IC反應器高效和穩定運行的關鍵。結合本業污水水質特點對IC反應器的啟動參數進行優化，以縮短顆粒污泥的形成時間，使整套污水處理系統的運行達到預期目的。IC反應器概況1.IC反應器工作原理

IC反應器基本構造是，它相似由2層UASB反應器串聯而成。按功能劃分，反應器由下而上共分為5個區：混合區第1厭氧區第2厭氧區沉淀區氣液分離區2、IC反應器的基本構造每個厭氧反應室的頂部各設有一個氣—固—液三相分離器，如兩個UASB反應器單元上下重疊串聯。IC反應器由第一厭氧反應室和第二厭氧反應室疊加而成.3、IC反應器的技術特點A、優點：（1）容積負荷率高，水力停留時間短；（2）基建投資省，占地面積小；（3）節省能耗；（4）具有緩沖pH變化的能力；（5）出水水質穩定；B、缺點：（1）出水中含較多的細微顆粒，加重后續處理的負擔；（2）反應器內部結構較復雜，增加了安裝和維護困難；4.應用90-957780-85610.520.314-62.530-4018土豆廢水啤酒廢水溶解性COD去除率（%）總COD去除率（%）沼氣產量(m3/kgCOD)水力停留時間(h)容積負荷[kgCOD/(m3.d)]廢水種類顆粒污泥概況

廢水厭氧生物處理是指在無分子氧條件下通過厭氧微生物(anaerobicmicrobes)(包括兼氧微生物）的作用，將廢水中的各種復雜有機物分解轉化成甲烷(methane)和二氧化碳(carbondioxide)等物質的過程，也稱為厭氧消化(anaerobicdigestion)

厭氧生物處理是一個復雜的微生物化學過程，依靠三大主要類群的細菌，即水解產酸細菌(fermentativebacteria)、產氫產乙酸細菌(acetogenicbacteria)和產甲烷細菌(methanogenicbacteria)的聯合作用完成。

——發酵細菌（產酸細菌）、產氫產乙酸菌、產甲烷菌1、發酵細菌（產酸細菌）：

主要功能：水解：在胞外酶的作用下，將不溶性有機物水解成可溶性有機物；酸化：將可溶性大分子有機物轉化為脂肪酸、醇類等；

主要細菌：梭菌屬、擬桿菌屬、丁酸弧菌屬、雙岐桿菌屬等；2、產氫產乙酸菌

主要功能：將各種高級脂肪酸和醇類氧化分解為乙酸和H2；主要反應：乙醇：CH3CH2OH+H2OCH3COOH+2H2

丙酸：CH3CH2COOH+2H2OCH3COOH+3H2+CO2

丁酸：CH3CH2CH2COOH+2H2O2CH3COOH+2H2主要細菌：互營單胞菌屬、互營桿菌屬、梭菌屬、暗桿菌屬等；3、產甲烷菌主要功能：將產氫產乙酸菌的產物乙酸和H2/CO2轉化為CH4和CO2，使厭氧消化過程得以順利進行；主要類型：乙酸營養型和H2營養型產甲烷菌；IC反應器啟動方案的確定及優化啟動前的準備工作

進料流量調整

種泥的選擇污泥接種影響因素的控制啟動時反應器容積負荷的增加方式

污泥馴化

1.啟動前的準備工作

IC反應器的啟動是一個系統工程，涉及與工藝配套的相關軟硬件的準備工作，按順序依次完成以下各部分的工作。

各構筑物建成，并經清池清除建筑垃圾，靜壓試驗證明無滲漏，無下沉位移，最后按有關規程驗收合格。

電器、機械、管路等全部設備建成并經單機試車、聯動試車正常。最后按有關規程（說明書）驗收合格。

根據系統啟動及日后運行管理需要，需進行最基本的常規化驗測試，如pH、水溫、COD、DO、SS和生物相等，用以指導活性污泥的培養過程和日常運行。

基礎數據的調查摸底，包括污水流量晝夜變化情況，水質（pH、水溫、COD、SS等）及其變化情況，各種設施和設備的技術參數。結合IC反應器基本原理和顆粒污泥特性來確定IC反應器的啟動方案，并進行優化。

操作人員應熟悉整個系統的管道布置和公用工程方面的情況，了解污泥培養的基本過程和控制要求。

人員到位，自培養和馴化后一般應使系統連續運行，不能脫人。

編制必要的化驗和運轉的原始記錄報表以及初步的建章立制。從培菌伊始，逐步建立較規范的組織和管理模式，確保啟動與正式運行的有序進行。2.進料流量調整

進水流量調整非常關鍵，在很多同樣布水條件的實例中，布水不均現象多有發生，這樣會造成污泥床的形成不均衡，減小反應器的處理能力。

開車前布水孔布水能力應仔細檢查以保證反應器內布水均勻沒有死角。3.種泥的選擇

IC反應器的處理能力主要取決于兩個參數：反應器內保存的生物體數量和殘留生物體的比活性，因而反應器的啟動快慢很大程度上決定于接種污泥的性質。

根據經驗中溫型IC反應器的污泥接種量需稠密型污泥12～15kgVSS/m3或稀薄型污泥6kgVSS/m3。高溫型IC反應器最佳接種量在6～15kgVSS/m3。4.污泥接種

將污泥投入污泥池注入工藝冷卻水(30℃)稀釋、攪拌，并經過充分篩濾處理后（懸浮固體過200目濾網，這一點相當重要），經臨時管線將污泥用污泥泵輸送至反應器內。當反應器填充量達到25%時，開始對污泥進行72h活化，使反應器罐體內溫度恒定在37℃～41℃之間，活化過程中每24h進料一次，進料量為400m3/d(COD≤3000mg/L)，為防止污泥在活化過程中因沉淀分層，可打入少量經稀釋的廢水對污泥進行強制擾拌。5.影響因素的控制5.1營養物和微量元素

微生物的生長需要一定量的營養物和微量元素，添加營養物的數量及微量元素的種類要依據組成細胞的化學成分而定。IC反應器中，細菌種類可能有產酸菌、酸分解菌、產甲烷菌等幾種。不論在哪幾種微生物，C、N、P都是微生物生長所不可缺少的。一般說來，對于未酸化的廢水，C∶N∶P=130∶5∶1，而對于基本上完全酸化的廢水C∶N∶P=1000∶5∶1～330∶5∶1。對于部分酸化的廢水，可視具體情況根據上述數據參考而定。

除此以外，微量元素對微生物良好生長也有重要的作用。不過，具體要添加哪種微量金屬溶液，還要依據進液廢水的情況而定。5.2進水溫度的控制

廢水中的厭氧處理主要依靠微生物的生命活動來達到處理的目的，不同微生物的生長需要不同的溫度范圍。溫度稍有幾度的差別，就可在兩類主要種群之間造成不平衡。根據反應器內微生物的這一特性,通常將反應器劃分為低溫(16～25℃)反應器、中溫(30～40℃)反應器、及高溫(50～60℃)反應器。一般說來，穩定每增加10℃，厭氧反應速度約增加一倍。

溫度對顆粒污泥的培養很重要。5.3進水PH值的控制

pH值是厭氧處理的又一個重要因素。厭氧過程中，水解菌與產酸菌對pH有較大的適應范圍，而甲烷菌則對pH值比較敏感，適宜它的生長范圍是6.5～7.8，但最適宜的pH范圍是6.8～7.2。若反應器內廢水pH值超過這個范圍，則會導致產甲烷菌受到抑制，并出現酸積累，進而使整個反應器酸化，因而甲烷菌的這一特性也就決定了反應器內反應區所應控制的pH值范圍。

因而，由于不同性質的廢水有不同的pH值，為了保證反應器內pH值的穩定，防止酸積累而產生的對產甲烷菌的抑制，可采用向廢水中添加化學藥品如NaHCO3、Na2CO3、Ca(OH)2等物質，關鍵是保證進液后pH值的穩定，使廢水有一定的緩沖能力，防止酸積累對甲烷菌產生毒性影響。5.4進水COD濃度確定

經過人們大量的研究認為，在初次啟動IC反應器時，進水COD濃度宜應該大于1000mg/L，但不得超過4000mg/L。若COD濃度較高，可采用自來水或出水回流的方法進行稀釋。出水中，不能含有高的不可降解的COD，以防反應器過負荷。隨著顆粒污泥的逐漸形成，逐步提高負荷，最終實現原水進液。但是進水稀釋后，要最終實現原水或高濃度水的處理，需一定的調整時間，有時會因濃度高低相差太多而造成顆粒污泥特性的改變或惡化。6.啟動時反應器容積負荷的增加方式

操作因素主要是水力負荷和污泥負荷。研究表明，厭氧污泥在顆粒化過程中，一定的上升流速和氣流攪拌對顆粒污泥的形成影響十分明顯。在污泥顆粒化過程中，亞核形成階段和亞核增長階段是關鍵性階段。流體動量傳遞效應是顆粒化過程的必要條件。IC反應器啟動期，依重力沉降形成的絮狀污泥層的流通性能不良，污泥床易形成溝流或柱塞式整體上浮，影響亞核的形成。因此布水均勻性和最低流速的控制十分重要。

另外，在啟動時，污泥負荷不應太高。在以VFA混合物進液時，以消化污泥為接種污泥的實驗中，反應器啟動負荷由0.5～1.5kgCOD/(m3·d)或污泥負荷由0.05～0.1kgCOD/(m3·d)開始。

采用低濃度進水，結合逐步提高水力負荷的啟動方式有利于污泥顆粒化。這是因為低濃度進水可以有效避免抑制性生化物質的過度積累，有利于顆粒化的快速形成，同時較高的水力負荷可加強水力篩分作用。

本系統可采用3000mgCOD/L的廢水啟動，在此啟動期間內，根據反應器出水VFA濃度、出水pH值、污泥流失情況、COD去除率、產氣率等綜合因素逐步提高反應器COD負荷。當出水COD去除率＞80%，VFA＜400mg/L（保持乙酸濃度底于1000mg/L）時提高負荷，應逐漸增加廢水COD的濃度，但每次增加負荷應低于50%，可考慮采用每10天增加20%的進度。

厭氧菌的培養是個緩慢的過程，進水COD量及水量漸進的均勻穩定的提高是保證初次啟動成功的關鍵。

7.1污泥馴化第一階段為初始階段，反應器負荷＜3KgCOD/m3·d。此階段約為30天。第二階段為提高階段，3KgCOD/m3·d＜反應器負荷＜15KgCOD/m3·d。此階段周期約為55天。第三階段為滿負荷階段，反應器負荷≥15KgCOD/m3·d。第四階段為穩定階段，系統可以高負荷常時間穩定運行。7.2污泥馴化過程

在啟動期間實驗室每天定時取IC塔進出水樣，通過觀測COD、VFA、PH、產沼氣量四項指標，來分析反應器的內環境狀態，確定正常運行的參數（①、甲烷產量：沒有甲烷則甲烷菌生長受到影響；②、PH值范圍：甲烷化速率和PH值可以反映生物的變化狀況；③、VFA：工藝開始偏離正常的信號；④、COD值變化：反映IC塔內部顆粒污泥的活性狀態和處理能力）。反應器內COD值、pH值、溫度、VFA作為指導初次啟動的主要控制及觀察參數。（1）適應期（污泥馴化初始階段）反應器內溫度控制在37～39℃之間。每日進料量保持在400m3/d(COD≤3000mg/l)左右。由于總溶劑廢水顯酸性，因此在處理過程中會使甲烷菌受到抑制，因此在啟動前需要調整PH值在6.8～7.2為宜，控制進水PH值在6.8～7.5之間。每天定時取厭氧進出水樣，通過觀測COD、VFA、pH值三項指標分析反應器內環境狀態。保證反應器內COD＜1000～1500mg/L、VFA＜400mg/L、出水PH值控制在6.5～7.0之間為正常。根據化驗結果調整進水水質水量，測出口水樣COD、VFA、pH值，觀察進料后反應器工作狀態。回流4h以保證反應器內保持升流狀態并且將部分較輕的污泥洗出。當系統運行一段時間后，當出水COD去除率＞80%，VFA＜400mg/L（保持乙酸濃度底于1000mg/L）時提高負荷，應逐漸增加廢水COD的濃度，但每次增加負荷應低于50%，可采用每10天增加20%的進度。（2）提高負荷期（污泥馴化提高階段）在此期間內，根據反應器出水VFA濃度、出水pH值、污泥流失情況、COD去除率、產氣率等綜合因素逐步提高反應器COD負荷。如果滿足如下條件COD負荷可以提高10%～25%：①、出水VFA＜300mg/L；②、出水pH＞6～8；③、污泥流失＜l0ml/L。下列情況之一必須降低進料負荷：①、出水VFA＞400mg/L；②、出水pH＜6.3；③、污泥流失＞l0ml/L。出水堿度必須保持不高于15meq/L，以防反應器內由于揮發酸積累而引起pH