食品、生物、化工等行業(yè)排放大部分廢水都屬于高濃度有機(jī)廢水,利用常規(guī)的物化、生化處理難達(dá)到處理目的,同時(shí)存在操作管理,投資大,運(yùn)行成本高等一系統(tǒng)問題。
吉林省RL-IC反應(yīng)器啤酒廢水處理設(shè)備
啤酒生產(chǎn)過程用水量很大,特別是釀造、罐裝工藝過程,由于大量使用新鮮水,相應(yīng)產(chǎn)生大量廢水。國內(nèi)啤酒從糖化到灌裝總耗水為10~ 20m3/t。釀造啤酒要消耗大量的水,除一部分水轉(zhuǎn)入產(chǎn)品外,其絕大部分將作為工業(yè)廢水排入環(huán)境。
1. 啤酒廢水水質(zhì)來源和特點(diǎn)
國內(nèi)啤酒廠排放的廢水超標(biāo)項(xiàng)目主要是COD 、 BOD5 和SS三項(xiàng)。啤酒廢水主要來自兩個(gè)方面,一是大量的冷卻水,二是大量的洗滌水、沖洗水。主要包括:麥芽生產(chǎn)過程的洗麥水、浸麥水、發(fā)芽降溫噴霧水、麥槽水、洗滌水、凝固物洗滌水;糖化過程的糖化、過濾洗滌水;發(fā)酵過程的發(fā)酵洗滌水、過濾洗滌水;罐裝過程洗瓶、滅菌、破瓶啤酒及冷卻水和成品車間洗滌水。由此可見,啤酒廢水的特點(diǎn)是水量大,無毒有害,屬高濃度有機(jī)廢水。
國內(nèi)啤酒廠混合廢水COD一般在1000~2500mg/L之間,BOD5在600-1500mg/L之間,其BOD5與COD的比例一般高達(dá)0.5左右,說明這種廢水具有較高的生物可降解性。啤酒廢水中也含有一定量的氮和磷。
UASB與IC在運(yùn)行上大的差別表現(xiàn)在抗沖擊負(fù)荷方面,IC可以通過內(nèi)循環(huán)自動稀釋進(jìn)水,有效保證了*反應(yīng)室的進(jìn)水濃度的穩(wěn)定性。其次是它僅需要較短的停留時(shí)間,對可生化性好的廢水的確是優(yōu)點(diǎn)。大家同意因?yàn)镮C運(yùn)行穩(wěn)定,抗沖擊負(fù)荷效果好,容積負(fù)荷高,投資省等許多優(yōu)于UASB的優(yōu)點(diǎn),是否就應(yīng)該因此而放棄再選用UASB了呢?
IC缺點(diǎn)尤其在污水可生化性不是太好的情況下,由于水力停留時(shí)間比較短去除率遠(yuǎn)沒有UASB高,增加了耗氧的負(fù)擔(dān)。另外,IC由于氣體內(nèi)循環(huán),特別是對進(jìn)水水質(zhì)不太穩(wěn)定的廠,導(dǎo)致IC出水水量極不穩(wěn)定,出水水質(zhì)也相對不穩(wěn)定,有時(shí)可能還會出現(xiàn)短暫不出水現(xiàn)象,對后序處理工藝是有影響的。UASB比IC突出優(yōu)點(diǎn)就是去除率高,出水水質(zhì)相對穩(wěn)定。但I(xiàn)C優(yōu)點(diǎn)還是很多的,特別是對于高SS進(jìn)水,比UASB有明顯優(yōu)勢,由于IC上升流速很大,SS不會在反應(yīng)器內(nèi)大量積累,污泥可以保持較高活性。對于有毒廢水也是如此!
IC運(yùn)行溫度的設(shè)計(jì)*和UASB一樣,在調(diào)試運(yùn)行上和UASB區(qū)別不大,只是在剛進(jìn)水調(diào)試時(shí)盡可能采用水力負(fù)荷高些,然后逐步交互提升水力、有機(jī)負(fù)荷,盡可能在負(fù)荷提升過程中保證*反應(yīng)室上升流速大于10m/小時(shí),但大水力負(fù)荷控制在20m/小時(shí)以下,這樣即保證*反應(yīng)室污泥床的傳質(zhì)效果,也避免污泥流失.冬季進(jìn)水管道及反應(yīng)器保保溫,因?yàn)閰捬蹙鷮囟炔▌犹孛舾校瑢ω?fù)荷波動適應(yīng)要相對好的多.其實(shí)IC的調(diào)試比UASB要好調(diào)的多,能調(diào)試好UASB的,應(yīng)該調(diào)試好IC沒有太大問題.不是因?yàn)樯仙魉俅?,會不好控制而延長調(diào)試周期.IC它對進(jìn)水水質(zhì)的要求僅是相對穩(wěn)定就行,它要求高的上升流速僅是滿足*反應(yīng)室污泥床處于膨化狀態(tài),加大傳質(zhì)效果,IC的高度較高,你不必太擔(dān)心會有污泥流失,因?yàn)閮?nèi)部它有兩層三相分離,更何況*反應(yīng)室產(chǎn)氣量較大,絕大部分沼氣被*反應(yīng)室分離收集提升到頂部的氣水分離氣包進(jìn)行氣與泥水的分離.第二反應(yīng)室氣量少泥水更易分離沉降.若接種顆粒污泥基本一個(gè)月便可達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷是沒有問題的,絮狀污泥可能需三到五個(gè)月.
工作原理
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(gè)區(qū):混合區(qū)、第1厭氧區(qū)、第2厭氧區(qū)、沉淀區(qū)和氣液分離區(qū)。
混合區(qū):反應(yīng)器底部進(jìn)水、顆粒污泥和氣液分離區(qū)回流的泥水混合物有效地在此區(qū)混合。
第1厭氧區(qū):混合區(qū)形成的泥水混合物進(jìn)入該區(qū),在高濃度污泥作用下,大部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣?;旌弦荷仙骱驼託獾膭×覕_動使該反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥呈膨脹和流化狀態(tài),加強(qiáng)了泥水表面接觸,污泥由此而保持著高的活性。隨著沼氣產(chǎn)量的增多,一部分泥水混合物被沼氣提升至頂部的氣液分離區(qū)。
氣液分離區(qū):被提升的混合物中的沼氣在此與泥水分離并導(dǎo)出處理系統(tǒng),泥水混合物則沿著回流管返回到下端的混合區(qū),與反應(yīng)器底部的污泥和進(jìn)水充分混合,實(shí)現(xiàn)了混合液的內(nèi)部循環(huán)。吉林省RL-IC反應(yīng)器啤酒廢水處理設(shè)備吉林省RL-IC反應(yīng)器啤酒廢水處理設(shè)備
第2厭氧區(qū):經(jīng)第1厭氧區(qū)處理后的廢水,除一部分被沼氣提升外,其余的都通過三相分離器進(jìn)入第2厭氧區(qū)。該區(qū)污泥濃度較低,且廢水中大部分有機(jī)物已在第1厭氧區(qū)被降解,因此沼氣產(chǎn)生量較少。沼氣通過沼氣管導(dǎo)入氣液分離區(qū),對第2厭氧區(qū)的擾動很小,這為污泥的停留提供了有利條件。
沉淀區(qū):第2厭氧區(qū)的泥水混合物在沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離,上清液由出水管排走,沉淀的顆粒污泥返回第2厭氧區(qū)污泥床。
從IC反應(yīng)器工作原理中可見,反應(yīng)器通過2層三相分離器來實(shí)現(xiàn)SRT>HRT,獲得高污泥濃度;通過大量沼氣和內(nèi)循環(huán)的劇烈擾動,使泥水充分接觸,獲得良好的傳質(zhì)效果。
IC 反應(yīng)器的構(gòu)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(yīng)器更具有優(yōu)勢。
(1)容積負(fù)荷高:IC反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高,微生物量大,且存在內(nèi)循環(huán),傳質(zhì)效果好,進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷可超過普通厭氧反應(yīng)器的3倍以上。
(2)節(jié)省投資和占地面積:IC 反應(yīng)器容積負(fù)荷率高出普通UASB 反應(yīng)器3倍左右,其體積相當(dāng)于普通反應(yīng)器的1/4—1/3 左右,大大降低了反應(yīng)器的基建投資;而且IC反應(yīng)器高徑比很大(一般為4—8),所以占地面積少。
(3)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng):處理低濃度廢水(COD=2000—3000mg/L)時(shí),反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的2—3 倍;處理高濃度廢水(COD=10000—15000mg/L)時(shí),內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的10—20倍。大量的循環(huán)水和進(jìn)水充分混合,使原水中的有害物質(zhì)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(qiáng):溫度對厭氧消化的影響主要是對消化速率的影響。IC反應(yīng)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(yán)重。通常IC反應(yīng)器厭氧消化可在常溫條件(20—25 ℃)下進(jìn)行,這樣減少了消化保溫的困難,節(jié)省了能量。
(5)具有緩沖pH值的能力:內(nèi)循環(huán)流量相當(dāng)于第1 厭氧區(qū)的出水回流,可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度,對pH值起緩沖作用,使反應(yīng)器內(nèi)pH值保持*狀態(tài),同時(shí)還可減少進(jìn)水的投堿量。
(6)內(nèi)部自動循環(huán),不必外加動力:普通厭氧反應(yīng)器的回流是通過外部加壓實(shí)現(xiàn)的,而IC 反應(yīng)器以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動力來實(shí)現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán),不必設(shè)泵強(qiáng)制循環(huán),節(jié)省了動力消耗。
(7)出水穩(wěn)定性好:利用二級UASB串聯(lián)分級厭氧處理,可以補(bǔ)償厭氧過程中K s高產(chǎn)生的不利影響。Van Lier[6]在1994年證明,反應(yīng)器分級會降低出水VFA濃度,延長生物停留時(shí)間,使反應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定。
(8)啟動周期短:IC反應(yīng)器內(nèi)污泥活性高,生物增殖快,為反應(yīng)器快速啟動提供有利條件。IC反應(yīng)器啟動周期一般為1~2個(gè)月,而普通UASB啟動周期長達(dá)4~6個(gè)月[7]。
(9)沼氣利用價(jià)值高:反應(yīng)器產(chǎn)生的生物氣純度高,CH4為70%~80%,CO2為20%~30%,其它有機(jī)物為1%~5%,可作為燃料加以利用