新型厭氧內循環反應器處理酒精廢水的應用研究

陶麗霞 盛浩 常偉杰 伍世軍 姚黃麗

（浙江博世華環保科技有限公司 浙江杭州 310015）

厭氧內循環反應器（IC）作為最新的第三代高效厭氧反應器，因其負荷高、占地少、投資省、能耗低、耐沖擊負荷能力強等優勢備受關注，目前厭氧內循環反應器（IC）在啤酒、制藥、化工等高濃度廢水行業[1]已有應用實例，但因反應器結構復雜、泥水混合不理想，易出現短流現象，三相分離器的分離效果不佳，操作要求嚴格、反應器啟動慢等缺陷使該反應器的推廣受到限制。為此，本文將自主研發的新型厭氧內循環反應器應用于高濃度有機廢水具有代表性的某酒廠廢水，并對實際運行過程中的pH、進水COD、溫度進行記錄，為厭氧內循環反應器應用于相關領域提供運行數據支持。

1 新型內循環厭氧反應器設計參數及運行參數

1.1 進水水量、水質

云南某酒業有限公司主要采用高粱為原料的釀酒工藝，高濃度的有機廢水主要來自加工過程中的高濃度鍋底水，煮糧水與原老車間綜合廢水等。設計進水水量為400m3/d。設計進水水質：CODcr：13000mg/L，pH：4.5~5，溫度：30℃~37℃。

1.2 新型內循環厭氧反應器

新型內循環厭氧反應器采用一座直徑為5.2m，高度22.6m，有效高度為18.2m，鋼罐結構形式，鋼罐外設保溫層減少因環境變化產生的溫差。

1.3 工藝參數控制范圍

厭氧微生物的主要影響因素主要有溫度、pH和進水負荷等[2]。根據影響因素，選擇運行工藝參數的控制范圍為：溫度：30℃~37℃；pH：6~8；水力負荷：5~6m3/（m2·h）。工藝參數的主要控制手段為：進水溫度的控制利用蒸汽自動加熱和罐體保溫方式，進水pH的調節直接通過加藥實現，水力負荷利用進水流量計和進水泵聯動控制。

2 運行概況及結果分析

該新型內循環厭氧反應器2014年6月啟動運行，2014年10月達到設計的水質和水量，并保持穩定運行。穩定運行期間，經過對進水容積負荷、進出水pH值、COD去除率等常規檢測參數進行記錄和分析，分析結果如下。

2.1 進/出水COD 值與COD 去除率的關系

新型內循環厭氧反應器的運行效果最直觀的方法是通過進水COD值、出水COD值和COD去除率來判斷。本項目在穩定運行過程中進水COD值與去除率曲線圖如圖1所示，出水COD值與去除率曲線圖如圖2所示。

圖1 進水COD 值與去除率曲線圖

從圖1可知，進水COD值變化區間為9100～18600mg/L，最大值比最小值大將近一倍，變化幅度大，主要是受酒廠排放廢水的影響；進水COD值在11300～18000mg/L期間，去除率大于85%，最高可達92%；在得到的數據中，進水COD值的增加有利于COD的去除。由于新型內循環厭氧反應器內是通過氣水混合進行攪拌，當進水COD值較低時，攪拌無法滿足全混流狀態，影響COD值的去除，但若攪拌過大，新型內循環厭氧反應器內的泥就易跟水一起溢出。

圖2 出水COD 值與去除率曲線圖

從圖2可知，出水COD值變化區間范圍為1150～2150mg/L，最大值比最小值大將近一倍，變化幅度大，對后續生化系統還是會造成一定的沖擊；出水COD值變化的曲線與去除率相反，但與進水COD值的變化相關性不大。

2.2 進水容積負荷與COD 去除率的關系

進水水質的變化，引起進水容積負荷的變化，進水容積負荷與COD的去除率曲線圖如圖3所示。

圖3 進水容積負荷與COD 去除率曲線圖

從圖3分析可知，容積負荷在9.4～19.2kgCOD/(m3·d)之間，COD去除率在0.78～0.92之間，COD去除率大于85%的幾率為93%，說明該內循環厭氧反應器抗負荷變化能力強；當進水容積負荷低于19.17kgCOD/(m3·d)時，根據圖中容積負荷曲線的變化趨勢與COD去除率曲線的變化相近，當進水負荷在不小于12kg-COD/(m3·d)時，COD去除率大于85%，去除效果穩定。

2.3 進水pH 值與出水pH 值的關系

pH值是作為反映新型內循環厭氧反應器微生物水解、酸化和甲烷化階段的參數，在穩定運行期間，也作為工程中新型內循環厭氧反應器微生物是否穩定的簡便判斷方法，盡管相對VFA、ALK等參數來說具有延遲性，但就其方便性在厭氧處理工程實際運行過程中被廣泛的應用[3]。進水pH值與出水pH值的曲線圖關系如圖4所示。

圖4 進水pH 值與出水pH 值的曲線圖

從圖4分析可知，進水pH值經加藥調節后變化區間在5.9～6.5之間，變化幅度為0.6，基本穩定在7.5～7.8之間，變化幅度為0.3，相對于進水pH值變化，出水pH值變化幅度較小、穩定；從曲線上來看，進水pH值的變化會引起出水pH值的變化，但變化時間相對延后1天左右。

3 結語

通過將新型內循環厭氧反應器在酒精行業廢水中的工程應用，可得到實際穩定運行過程中，進水容積負荷在9.4～19.2kg-COD/(m3·d)、pH值在5.6～6.5的變化范圍內，COD值去除率基本能維持在85%以上，表明新型內循環厭氧反應器在酒精行業廢水中抗容積負荷變化能力強，去除效率穩定。利用pH值作為判斷反應器內微生物的處理狀況具有延遲性，但在持續的觀察過程中，是可行的。

[1]鐘啟俊．內循環（IC）厭氧反應器在廢水處理中的應用[J]．技術與工程應用，2014，08:22-24．

[2]賀延齡，編著．廢水的厭氧生物處理[M]．北京：中國輕工業出版社，1991．

[3]張仁瑞．VFA作為厭氧生物學指標的可行性研究[J]．青島建筑工程學院學報，1997，18(2):51-60．