IC反应器调试启动1

IC反应器安装调试主要内容•引言•IC反应器概况•颗粒污泥概况•IC反应器启动方案的确定及优化•结语引言废水厌氧生物技术由于其巨大的处理能力和潜在的应用前景，一直是水处理技术研究的热点。内循环厌氧处理技术（以下简称IC厌氧技术）就是在这一背景下产生的高效处理技术，它是20世纪80年代中期由荷兰PAQUES公司研发成功，并推入国际废水处理工程市场，目前已成功应用于土豆加工、啤酒、食品和柠檬酸等废水处理中。而且IC反应器容积小、投资少、占地省、运行稳定，是一种值得推广的高效厌氧处理技术。•而厌氧污泥颗粒化是大多数IC反应器启动的目标和成功的标志，能否成功地培育颗粒污泥是保证IC反应器高效和稳定运行的关键。结合本业污水水质特点对IC反应器的启动参数进行优化，以缩短颗粒污泥的形成时间，使整套污水处理系统的运行达到预期目的。IC反应器概况1.IC反应器工作原理IC反应器基本构造是，它相似由2层UASB反应器串联而成。按功能划分，反应器由下而上共分为5个区：•混合区•第1厌氧区•第2厌氧区•沉淀区•气液分离区2、IC反应器的基本构造每个厌氧反应室的顶部各设有一个气—固—液三相分离器，如两个UASB反应器单元上下重叠串联。IC反应器由第一厌氧反应室和第二厌氧反应室叠加而成.3、IC反应器的技术特点A、优点：（1）容积负荷率高，水力停留时间短；（2）基建投资省，占地面积小；（3）节省能耗；（4）具有缓冲pH变化的能力；（5）出水水质稳定；B、缺点：（1）出水中含较多的细微颗粒，加重后续处理的负担；（2）反应器内部结构较复杂，增加了安装和维护困难；4.应用90-957780-85610.520.314-62.530-4018土豆废水啤酒废水溶解性COD去除率（%）总COD去除率（%）沼气产量(m3/kgCOD)水力停留时间(h)容积负荷[kgCOD/(m3.d)]废水种类颗粒污泥概况废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物(anaerobicmicrobes)(包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷(methane)和二氧化碳(carbondioxide)等物质的过程，也称为厌氧消化(anaerobicdigestion)厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌(fermentativebacteria)、产氢产乙酸细菌(acetogenicbacteria)和产甲烷细菌(methanogenicbacteria)的联合作用完成。——发酵细菌（产酸细菌）、产氢产乙酸菌、产甲烷菌1、发酵细菌（产酸细菌）：•主要功能：•水解：在胞外酶的作用下，将不溶性有机物水解成可溶性有机物；•酸化：将可溶性大分子有机物转化为脂肪酸、醇类等；•主要细菌：•梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属等；2、产氢产乙酸菌主要功能：将各种高级脂肪酸和醇类氧化分解为乙酸和H2；主要反应：乙醇：CH3CH2OH+H2OCH3COOH+2H2丙酸：CH3CH2COOH+2H2OCH3COOH+3H2+CO2丁酸：CH3CH2CH2COOH+2H2O2CH3COOH+2H2主要细菌：互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属、暗杆菌属等；•3、产甲烷菌主要功能：将产氢产乙酸菌的产物乙酸和H2/CO2转化为CH4和CO2，使厌氧消化过程得以顺利进行；主要类型：乙酸营养型和H2营养型产甲烷菌；IC反应器启动方案的确定及优化•启动前的准备工作•进料流量调整•种泥的选择•污泥接种•影响因素的控制•启动时反应器容积负荷的增加方式•污泥驯化1.启动前的准备工作IC反应器的启动是一个系统工程，涉及与工艺配套的相关软硬件的准备工作，按顺序依次完成以下各部分的工作。•各构筑物建成，并经清池清除建筑垃圾，静压试验证明无渗漏，无下沉位移，最后按有关规程验收合格。•电器、机械、管路等全部设备建成并经单机试车、联动试车正常。最后按有关规程（说明书）验收合格。•根据系统启动及日后运行管理需要，需进行最基本的常规化验测试，如pH、水温、COD、DO、SS和生物相等，用以指导活性污泥的培养过程和日常运行。•基础数据的调查摸底，包括污水流量昼夜变化情况，水质（pH、水温、COD、SS等）及其变化情况，各种设施和设备的技术参数。结合IC反应器基本原理和颗粒污泥特性来确定IC反应器的启动方案，并进行优化。•操作人员应熟悉整个系统的管道布置和公用工程方面的情况，了解污泥培养的基本过程和控制要求。•人员到位，自培养和驯化后一般应使系统连续运行，不能脱人。•编制必要的化验和运转的原始记录报表以及初步的建章立制。从培菌伊始，逐步建立较规范的组织和管理模式，确保启动与正式运行的有序进行。2.进料流量调整•进水流量调整非常关键，在很多同样布水条件的实例中，布水不均现象多有发生，这样会造成污泥床的形成不均衡，减小反应器的处理能力。•开车前布水孔布水能力应仔细检查以保证反应器内布水均匀没有死角。3.种泥的选择•IC反应器的处理能力主要取决于两个参数：反应器内保存的生物体数量和残留生物体的比活性，因而反应器的启动快慢很大程度上决定于接种污泥的性质。•根据经验中温型IC反应器的污泥接种量需稠密型污泥12～15kgVSS/m3或稀薄型污泥6kgVSS/m3。高温型IC反应器最佳接种量在6～15kgVSS/m3。4.污泥接种•将污泥投入污泥池注入工艺冷却水(30℃)稀释、搅拌，并经过充分筛滤处理后（悬浮固体过200目滤网，这一点相当重要），经临时管线将污泥用污泥泵输送至反应器内。当反应器填充量达到25%时，开始对污泥进行72h活化，使反应器罐体内温度恒定在37℃～41℃之间，活化过程中每24h进料一次，进料量为400m3/d(COD≤3000mg/L)，为防止污泥在活化过程中因沉淀分层，可打入少量经稀释的废水对污泥进行强制扰拌。5.影响因素的控制5.1营养物和微量元素微生物的生长需要一定量的营养物和微量元素，添加营养物的数量及微量元素的种类要依据组成细胞的化学成分而定。IC反应器中，细菌种类可能有产酸菌、酸分解菌、产甲烷菌等几种。不论在哪几种微生物，C、N、P都是微生物生长所不可缺少的。一般说来，对于未酸化的废水，C∶N∶P=130∶5∶1，而对于基本上完全酸化的废水C∶N∶P=1000∶5∶1～330∶5∶1。对于部分酸化的废水，可视具体情况根据上述数据参考而定。•除此以外，微量元素对微生物良好生长也有重要的作用。不过，具体要添加哪种微量金属溶液，还要依据进液废水的情况而定。5.2进水温度的控制•废水中的厌氧处理主要依靠微生物的生命活动来达到处理的目的，不同微生物的生长需要不同的温度范围。温度稍有几度的差别，就可在两类主要种群之间造成不平衡。根据反应器内微生物的这一特性,通常将反应器划分为低温(16～25℃)反应器、中温(30～40℃)反应器、及高温(50～60℃)反应器。一般说来，稳定每增加10℃，厌氧反应速度约增加一倍。•温度对颗粒污泥的培养很重要。5.3进水PH值的控制•pH值是厌氧处理的又一个重要因素。厌氧过程中，水解菌与产酸菌对pH有较大的适应范围，而甲烷菌则对pH值比较敏感，适宜它的生长范围是6.5～7.8，但最适宜的pH范围是6.8～7.2。若反应器内废水pH值超过这个范围，则会导致产甲烷菌受到抑制，并出现酸积累，进而使整个反应器酸化，因而甲烷菌的这一特性也就决定了反应器内反应区所应控制的pH值范围。•因而，由于不同性质的废水有不同的pH值，为了保证反应器内pH值的稳定，防止酸积累而产生的对产甲烷菌的抑制，可采用向废水中添加化学药品如NaHCO3、Na2CO3、Ca(OH)2等物质，关键是保证进液后pH值的稳定，使废水有一定的缓冲能力，防止酸积累对甲烷菌产生毒性影响。5.4进水COD浓度确定•经过人们大量的研究认为，在初次启动IC反应器时，进水COD浓度宜应该大于1000mg/L，但不得超过4000mg/L。若COD浓度较高，可采用自来水或出水回流的方法进行稀释。出水中，不能含有高的不可降解的COD，以防反应器过负荷。随着颗粒污泥的逐渐形成，逐步提高负荷，最终实现原水进液。但是进水稀释后，要最终实现原水或高浓度水的处理，需一定的调整时间，有时会因浓度高低相差太多而造成颗粒污泥特性的改变或恶化。6.启动时反应器容积负荷的增加方式•操作因素主要是水力负荷和污泥负荷。研究表明，厌氧污泥在颗粒化过程中，一定的上升流速和气流搅拌对颗粒污泥的形成影响十分明显。在污泥颗粒化过程中，亚核形成阶段和亚核增长阶段是关键性阶段。流体动量传递效应是颗粒化过程的必要条件。IC反应器启动期，依重力沉降形成的絮状污泥层的流通性能不良，污泥床易形成沟流或柱塞式整体上浮，影响亚核的形成。因此布水均匀性和最低流速的控制十分重要。•另外，在启动时，污泥负荷不应太高。在以VFA混合物进液时，以消化污泥为接种污泥的实验中，反应器启动负荷由0.5～1.5kgCOD/(m3·d)或污泥负荷由0.05～0.1kgCOD/(m3·d)开始。•采用低浓度进水，结合逐步提高水力负荷的启动方式有利于污泥颗粒化。这是因为低浓度进水可以有效避免抑制性生化物质的过度积累，有利于颗粒化的快速形成，同时较高的水力负荷可加强水力筛分作用。•本系统可采用3000mgCOD/L的废水启动，在此启动期间内，根据反应器出水VFA浓度、出水pH值、污泥流失情况、COD去除率、产气率等综合因素逐步提高反应器COD负荷。当出水COD去除率＞80%，VFA＜400mg/L（保持乙酸浓度底于1000mg/L）时提高负荷，应逐渐增加废水COD的浓度，但每次增加负荷应低于50%，可考虑采用每10天增加20%的进度。•厌氧菌的培养是个缓慢的过程，进水COD量及水量渐进的均匀稳定的提高是保证初次启动成功的关键。7.1污泥驯化•第一阶段为初始阶段，反应器负荷＜3KgCOD/m3·d。此阶段约为30天。•第二阶段为提高阶段，3KgCOD/m3·d＜反应器负荷＜15KgCOD/m3·d。此阶段周期约为55天。•第三阶段为满负荷阶段，反应器负荷≥15KgCOD/m3·d。•第四阶段为稳定阶段，系统可以高负荷常时间稳定运行。7.2污泥驯化过程在启动期间实验室每天定时取IC塔进出水样，通过观测COD、VFA、PH、产沼气量四项指标，来分析反应器的内环境状态，确定正常运行的参数（①、甲烷产量：没有甲烷则甲烷菌生长受到影响；②、PH值范围：甲烷化速率和PH值可以反映生物的变化状况；③、VFA：工艺开始偏离正常的信号；④、COD值变化：反映IC塔内部颗粒污泥的活性状态和处理能力）。反应器内COD值、pH值、温度、VFA作为指导初次启动的主要控制及观察参数。（1）适应期（污泥驯化初始阶段）•反应器内温度控制在37～39℃之间。每日进料量保持在400m3/d(COD≤3000mg/l)左右。由于总溶剂废水显酸性，因此在处理过程中会使甲烷菌受到抑制，因此在启动前需要调整PH值在6.8～7.2为宜，控制进水PH值在6.8～7.5之间。•每天定时取厌氧进出水样，通过观测COD、VFA、pH值三项指标分析反应器内环境状态。保证反应器内COD＜1000～1500mg/L、VFA＜400mg/L、出水PH值控制在6.5～7.0之间为正常。根据化验结果调整进水水质水量，测出口水样COD、VFA、pH值，观察进料后反应器工作状态。回流4h以保证反应器内保持升流状态并且将部分较轻的污泥洗出。•当系统运行一段时间后，当出水COD去除率＞80%，VFA＜400mg/L（保持乙酸浓度底于1000mg/L）时提高负荷，应逐渐增加废水COD的浓度，但每次增加负荷应低于50%，可采用每10天增加20%的进度。（2）提高负荷期（污泥驯化提高阶段）•在此期间内，根据反应器出水VFA浓度、出水pH值、污泥流失情况、COD去除率、产气率等综合因素逐步提高反应器COD负荷。如果满足如下条件COD负荷可以提高10%～25%：①、出水VFA＜300mg/L；②、出水pH＞6～8；③