内循环厌氧反应器的运行特性

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1、内循环厌氧反应器的运行特性摘要:以实验室规模的内循环厌氧反应器(IC)为研究对象,考察了其运行状况和影响运行的特征参数。试验结果表明:当进水容积负荷为24.9~37.52kgCOD/(m3·d)时对COD的去除率达83.2%~92.8%,其中Ⅰ室的去除率为60%~70%,Ⅱ室的去除率为20%~30%;进水的上升流速高(2.65~4.35m/h)有利于反应器的稳定运行;在较高的容积负荷[35.0kgCOD/(m3·d)]、进水pH值为8.5时反应器具有最大的COD去除率。关键词:IC反应器中温运行特性  内循环厌氧反应器(InternalCirculation,简称IC)是

2、在UASB反应器基础上开发出的第三代超高效厌氧反应器,其特征是在反应器中装有两级三相分离器,反应器下半部分可在极高的负荷条件下运行。整个反应器的有机负荷和水力负荷也较高,并可实现液体内部的无动力循环,从而克服了UASB反应器在较高的上升流速度下颗粒污泥易流失的不足[1~3]。笔者在实验室对小型IC反应器(25L)进行了系统研究,主要考察了反应器在中温条件下的运行特性及其影响因素,验证了IC反应器在UASB基础上的结构改进对处理效能的促进作用。1 试验装置和方法1.1 试验装置  IC反应器为有机玻璃制成,有效容积为25L,反应器总高度为1500mm,沿柱高设置多个取样孔。

3、将反应器安装在恒温箱内,用ZK-01温控仪和热源构成自动温控系统,将温度控制在(35±1)℃。工艺流程见图1。  试验配水首先进入Ⅰ室被降解,产生的沼气由Ⅰ室的集气罩收集,大量沼气携带Ⅰ室的泥水混合液沿着提升管上升至反应器顶部的气液分离器,沼气在此处逸出反应器,而泥水混合液则沿下降管返回到Ⅰ室的底部。Ⅰ室出水自动进入Ⅱ室继续处理,随后经Ⅱ室的三相分离器排出反应器外。1.2 试验用水  采用人工合成的葡萄糖废水,并加入适量微量元素(见表1)。1.3 接种污泥  接种污泥采用无锡狮王太湖水啤酒有限公司UASB反应器中的颗粒污泥,污泥的TSS为72.2g/L,VSS为56.6g

4、/L。接种前先将污泥颗粒进行筛洗处理,再用COD为500mg/L的人工配水连续(8~10h)进行漂洗和活化。表1 人工合成葡萄糖废水的组分及含量组分含量组分含量葡萄糖(mg/L)2000CaCl2(mg/L)4(NH4)2CO3(mg/L)40MgSO4(mg/L)8KH2PO4(mg/L)40NaHCO3(mg/L)660NH4Cl(mg/L)40酵母膏(mg/L)80FeCl3·4H2O(μg/L)80CoCl2·6H2O(μg/L)80MnCl2·4H2O(μg/L)20ZnCl2(μg/L)2NiCl2·6H2O(μg/L)2CuCl2·2H2O(μg/L)[1.

5、2EDTA(μg/L)40H3BO3(μg/L)2(NH4)6Mo7O24·4H2O(μg/L)3.636%HCl(μg/L)0.041.4 分析方法  COD:重铬酸钾法;pH值:玻璃电极法;SS和VSS:称重法。2 结果与讨论2.1 运行结果  IC反应器的试验条件和运行结果见表2。表2 运行结果试验阶段第一阶段第二阶段第三阶段时间(d)1~2930~5960~90温度(℃)35进水pH7.5~8.07.8~8.98.5~8.9进水COD(mg/L)1865~25873885~48778023~11092v(m/h)2.653.224.35OLR[gCOD/(L·d)

6、]15.0~24.927.3~36.9633.88~37.52SLR[gCOD/(gVSS·d)]0.73~1.601.47~2.481.87~2.50COD去除率(%)83.2~91.883.9~89.889.3~92.8出水COD(mg/L)184.6~386.6447.1~658.9575.0~1120.3出水SS(mg/L)159~377342~552501~780阶段描述提高负荷期提高负荷期稳定运行期注:OLR为反应器的COD容积负荷;SLR为反应器的COD污泥负荷;v为上升流速。  ①Ⅰ室  IC反应器Ⅰ室在高负荷下运行,其COD去除率为60%~70%。反应器

7、的初始容积负荷为31.25kgCOD/(m3·d),COD去除率为62.3%。第29天容积负荷升至50.8kgCOD/(m3·d),COD去除率为59.8%。在第55天反应器进水COD浓度为4500mg/L,污泥负荷为3.99gCOD/(gVSS·d),COD去除率为61%。第89天容积负荷和污泥负荷分别为76.83kgCOD/(m3·d)、3.97gCOD/(gVSS·d),COD去除率为64.3%。  ②Ⅱ室  与Ⅰ室相比,Ⅱ室的运行负荷相对较低,以Ⅱ室进水COD浓度计算则Ⅱ室的COD去除率为60%~85%,去除的COD占

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