IC反應(yīng)器-調(diào)試啟動

IC反應(yīng)器安裝調(diào)試主要內(nèi)容引言IC反應(yīng)器概況顆粒污泥概況IC反應(yīng)器啟動方案的確定及優(yōu)化結(jié)語

引言

廢水厭氧生物技術(shù)由于其巨大的處理能力和潛在的應(yīng)用前景，一直是水處理技術(shù)研究的熱點。內(nèi)循環(huán)厭氧處理技術(shù)（以下簡稱IC厭氧技術(shù)）就是在這一背景下產(chǎn)生的高效處理技術(shù)，它是20世紀80年代中期由荷蘭PAQUES公司研發(fā)成功，并推入國際廢水處理工程市場，目前已成功應(yīng)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(yīng)器容積小、投資少、占地省、運行穩(wěn)定，是一種值得推廣的高效厭氧處理技術(shù)。

而厭氧污泥顆?；谴蠖鄶?shù)IC反應(yīng)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(yīng)器高效和穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。結(jié)合本業(yè)污水水質(zhì)特點對IC反應(yīng)器的啟動參數(shù)進行優(yōu)化，以縮短顆粒污泥的形成時間，使整套污水處理系統(tǒng)的運行達到預(yù)期目的。IC反應(yīng)器概況1.IC反應(yīng)器工作原理

IC反應(yīng)器基本構(gòu)造是，它相似由2層UASB反應(yīng)器串聯(lián)而成。按功能劃分，反應(yīng)器由下而上共分為5個區(qū)：混合區(qū)第1厭氧區(qū)第2厭氧區(qū)沉淀區(qū)氣液分離區(qū)2、IC反應(yīng)器的基本構(gòu)造每個厭氧反應(yīng)室的頂部各設(shè)有一個氣—固—液三相分離器，如兩個UASB反應(yīng)器單元上下重疊串聯(lián)。IC反應(yīng)器由第一厭氧反應(yīng)室和第二厭氧反應(yīng)室疊加而成.3、IC反應(yīng)器的技術(shù)特點A、優(yōu)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?。唬?）節(jié)省能耗；（4）具有緩沖pH變化的能力；（5）出水水質(zhì)穩(wěn)定；B、缺點：（1）出水中含較多的細微顆粒，加重后續(xù)處理的負擔(dān)；（2）反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，增加了安裝和維護困難；4.應(yīng)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(chǎn)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(fù)雜有機物分解轉(zhuǎn)化成甲烷(methane)和二氧化碳(carbondioxide)等物質(zhì)的過程，也稱為厭氧消化(anaerobicdigestion)

厭氧生物處理是一個復(fù)雜的微生物化學(xué)過程，依靠三大主要類群的細菌，即水解產(chǎn)酸細菌(fermentativebacteria)、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌(acetogenicbacteria)和產(chǎn)甲烷細菌(methanogenicbacteria)的聯(lián)合作用完成。

——發(fā)酵細菌（產(chǎn)酸細菌）、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌1、發(fā)酵細菌（產(chǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)氫產(chǎn)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(yīng)：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(chǎn)甲烷菌主要功能：將產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的產(chǎn)物乙酸和H2/CO2轉(zhuǎn)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(yǎng)型和H2營養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌；IC反應(yīng)器啟動方案的確定及優(yōu)化啟動前的準備工作

進料流量調(diào)整

種泥的選擇污泥接種影響因素的控制啟動時反應(yīng)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(yīng)器的啟動是一個系統(tǒng)工程，涉及與工藝配套的相關(guān)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(gòu)筑物建成，并經(jīng)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(guān)規(guī)程驗收合格。

電器、機械、管路等全部設(shè)備建成并經(jīng)單機試車、聯(lián)動試車正常。最后按有關(guān)規(guī)程（說明書）驗收合格。

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

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的調(diào)查摸底，包括污水流量晝夜變化情況，水質(zhì)（pH、水溫、COD、SS等）及其變化情況，各種設(shè)施和設(shè)備的技術(shù)參數(shù)。結(jié)合IC反應(yīng)器基本原理和顆粒污泥特性來確定IC反應(yīng)器的啟動方案，并進行優(yōu)化。

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

人員到位，自培養(yǎng)和馴化后一般應(yīng)使系統(tǒng)連續(xù)運行，不能脫人。

編制必要的化驗和運轉(zhuǎn)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(guī)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(diào)整

進水流量調(diào)整非常關(guān)鍵，在很多同樣布水條件的實例中，布水不均現(xiàn)象多有發(fā)生，這樣會造成污泥床的形成不均衡，減小反應(yīng)器的處理能力。

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

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

根據(jù)經(jīng)驗中溫型IC反應(yīng)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(yīng)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(jīng)過充分篩濾處理后（懸浮固體過200目濾網(wǎng)，這一點相當(dāng)重要），經(jīng)臨時管線將污泥用污泥泵輸送至反應(yīng)器內(nèi)。當(dāng)反應(yīng)器填充量達到25%時，開始對污泥進行72h活化，使反應(yīng)器罐體內(nèi)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(jīng)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(yǎng)物和微量元素

微生物的生長需要一定量的營養(yǎng)物和微量元素，添加營養(yǎng)物的數(shù)量及微量元素的種類要依據(jù)組成細胞的化學(xué)成分而定。IC反應(yīng)器中，細菌種類可能有產(chǎn)酸菌、酸分解菌、產(chǎn)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(jù)上述數(shù)據(jù)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(jù)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(jù)反應(yīng)器內(nèi)微生物的這一特性,通常將反應(yīng)器劃分為低溫(16～25℃)反應(yīng)器、中溫(30～40℃)反應(yīng)器、及高溫(50～60℃)反應(yīng)器。一般說來，穩(wěn)定每增加10℃，厭氧反應(yīng)速度約增加一倍。

溫度對顆粒污泥的培養(yǎng)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(chǎn)酸菌對pH有較大的適應(yīng)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(yīng)器內(nèi)廢水pH值超過這個范圍，則會導(dǎo)致產(chǎn)甲烷菌受到抑制，并出現(xiàn)酸積累，進而使整個反應(yīng)器酸化，因而甲烷菌的這一特性也就決定了反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)區(qū)所應(yīng)控制的pH值范圍。

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

經(jīng)過人們大量的研究認為，在初次啟動IC反應(yīng)器時，進水COD濃度宜應(yīng)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(yīng)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(xiàn)原水進液。但是進水稀釋后，要最終實現(xiàn)原水或高濃度水的處理，需一定的調(diào)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(yīng)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?；^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?；^程中，亞核形成階段和亞核增長階段是關(guān)鍵性階段。流體動量傳遞效應(yīng)是顆粒化過程的必要條件。IC反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(jié)合逐步提高水力負荷的啟動方式有利于污泥顆?；?。這是因為低濃度進水可以有效避免抑制性生化物質(zhì)的過度積累，有利于顆?；目焖傩纬?，同時較高的水力負荷可加強水力篩分作用。

本系統(tǒng)可采用3000mgCOD/L的廢水啟動，在此啟動期間內(nèi)，根據(jù)反應(yīng)器出水VFA濃度、出水pH值、污泥流失情況、COD去除率、產(chǎn)氣率等綜合因素逐步提高反應(yīng)器COD負荷。當(dāng)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(yīng)逐漸增加廢水COD的濃度，但每次增加負荷應(yīng)低于50%，可考慮采用每10天增加20%的進度。

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

7.1污泥馴化第一階段為初始階段，反應(yīng)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(yīng)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(yīng)器負荷≥15KgCOD/m3·d。第四階段為穩(wěn)定階段，系統(tǒng)可以高負荷常時間穩(wěn)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(chǎn)沼氣量四項指標，來分析反應(yīng)器的內(nèi)環(huán)境狀態(tài)，確定正常運行的參數(shù)（①、甲烷產(chǎn)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(nèi)部顆粒污泥的活性狀態(tài)和處理能力）。反應(yīng)器內(nèi)COD值、pH值、溫度、VFA作為指導(dǎo)初次啟動的主要控制及觀察參數(shù)。（1）適應(yīng)期（污泥馴化初始階段）反應(yīng)器內(nèi)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?cè)軇U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(diào)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(yīng)器內(nèi)環(huán)境狀態(tài)。保證反應(yīng)器內(nèi)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(jù)化驗結(jié)果調(diào)整進水水質(zhì)水量，測出口水樣COD、VFA、pH值，觀察進料后反應(yīng)器工作狀態(tài)?；亓?h以保證反應(yīng)器內(nèi)保持升流狀態(tài)并且將部分較輕的污泥洗出。當(dāng)系統(tǒng)運行一段時間后，當(dāng)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(yīng)逐漸增加廢水COD的濃度，但每次增加負荷應(yīng)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(nèi)，根據(jù)反應(yīng)器出水VFA濃度、出水pH值、污泥流失情況、COD去除率、產(chǎn)氣率等綜合因素逐步提高反應(yīng)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(yīng)器內(nèi)由于揮發(fā)酸積累而引起pH