新型厌氧内循环反应器处理酒精废水的应用研究

陶丽霞 盛浩 常伟杰 伍世军 姚黄丽

（浙江博世华环保科技有限公司 浙江杭州 310015）

厌氧内循环反应器（IC）作为最新的第三代高效厌氧反应器，因其负荷高、占地少、投资省、能耗低、耐冲击负荷能力强等优势备受关注，目前厌氧内循环反应器（IC）在啤酒、制药、化工等高浓度废水行业[1]已有应用实例，但因反应器结构复杂、泥水混合不理想，易出现短流现象，三相分离器的分离效果不佳，操作要求严格、反应器启动慢等缺陷使该反应器的推广受到限制。为此，本文将自主研发的新型厌氧内循环反应器应用于高浓度有机废水具有代表性的某酒厂废水，并对实际运行过程中的pH、进水COD、温度进行记录，为厌氧内循环反应器应用于相关领域提供运行数据支持。

1 新型内循环厌氧反应器设计参数及运行参数

1.1 进水水量、水质

云南某酒业有限公司主要采用高粱为原料的酿酒工艺，高浓度的有机废水主要来自加工过程中的高浓度锅底水，煮粮水与原老车间综合废水等。设计进水水量为400m3/d。设计进水水质：CODcr：13000mg/L，pH：4.5~5，温度：30℃~37℃。

1.2 新型内循环厌氧反应器

新型内循环厌氧反应器采用一座直径为5.2m，高度22.6m，有效高度为18.2m，钢罐结构形式，钢罐外设保温层减少因环境变化产生的温差。

1.3 工艺参数控制范围

厌氧微生物的主要影响因素主要有温度、pH和进水负荷等[2]。根据影响因素，选择运行工艺参数的控制范围为：温度：30℃~37℃；pH：6~8；水力负荷：5~6m3/（m2·h）。工艺参数的主要控制手段为：进水温度的控制利用蒸汽自动加热和罐体保温方式，进水pH的调节直接通过加药实现，水力负荷利用进水流量计和进水泵联动控制。

2 运行概况及结果分析

该新型内循环厌氧反应器2014年6月启动运行，2014年10月达到设计的水质和水量，并保持稳定运行。稳定运行期间，经过对进水容积负荷、进出水pH值、COD去除率等常规检测参数进行记录和分析，分析结果如下。

2.1 进/出水COD 值与COD 去除率的关系

新型内循环厌氧反应器的运行效果最直观的方法是通过进水COD值、出水COD值和COD去除率来判断。本项目在稳定运行过程中进水COD值与去除率曲线图如图1所示，出水COD值与去除率曲线图如图2所示。

图1 进水COD 值与去除率曲线图

从图1可知，进水COD值变化区间为9100～18600mg/L，最大值比最小值大将近一倍，变化幅度大，主要是受酒厂排放废水的影响；进水COD值在11300～18000mg/L期间，去除率大于85%，最高可达92%；在得到的数据中，进水COD值的增加有利于COD的去除。由于新型内循环厌氧反应器内是通过气水混合进行搅拌，当进水COD值较低时，搅拌无法满足全混流状态，影响COD值的去除，但若搅拌过大，新型内循环厌氧反应器内的泥就易跟水一起溢出。

图2 出水COD 值与去除率曲线图

从图2可知，出水COD值变化区间范围为1150～2150mg/L，最大值比最小值大将近一倍，变化幅度大，对后续生化系统还是会造成一定的冲击；出水COD值变化的曲线与去除率相反，但与进水COD值的变化相关性不大。

2.2 进水容积负荷与COD 去除率的关系

进水水质的变化，引起进水容积负荷的变化，进水容积负荷与COD的去除率曲线图如图3所示。

图3 进水容积负荷与COD 去除率曲线图

从图3分析可知，容积负荷在9.4～19.2kgCOD/(m3·d)之间，COD去除率在0.78～0.92之间，COD去除率大于85%的几率为93%，说明该内循环厌氧反应器抗负荷变化能力强；当进水容积负荷低于19.17kgCOD/(m3·d)时，根据图中容积负荷曲线的变化趋势与COD去除率曲线的变化相近，当进水负荷在不小于12kg-COD/(m3·d)时，COD去除率大于85%，去除效果稳定。

2.3 进水pH 值与出水pH 值的关系

pH值是作为反映新型内循环厌氧反应器微生物水解、酸化和甲烷化阶段的参数，在稳定运行期间，也作为工程中新型内循环厌氧反应器微生物是否稳定的简便判断方法，尽管相对VFA、ALK等参数来说具有延迟性，但就其方便性在厌氧处理工程实际运行过程中被广泛的应用[3]。进水pH值与出水pH值的曲线图关系如图4所示。

图4 进水pH 值与出水pH 值的曲线图

从图4分析可知，进水pH值经加药调节后变化区间在5.9～6.5之间，变化幅度为0.6，基本稳定在7.5～7.8之间，变化幅度为0.3，相对于进水pH值变化，出水pH值变化幅度较小、稳定；从曲线上来看，进水pH值的变化会引起出水pH值的变化，但变化时间相对延后1天左右。

3 结语

通过将新型内循环厌氧反应器在酒精行业废水中的工程应用，可得到实际稳定运行过程中，进水容积负荷在9.4～19.2kg-COD/(m3·d)、pH值在5.6～6.5的变化范围内，COD值去除率基本能维持在85%以上，表明新型内循环厌氧反应器在酒精行业废水中抗容积负荷变化能力强，去除效率稳定。利用pH值作为判断反应器内微生物的处理状况具有延迟性，但在持续的观察过程中，是可行的。

[1]钟启俊．内循环（IC）厌氧反应器在废水处理中的应用[J]．技术与工程应用，2014，08:22-24．

[2]贺延龄，编著．废水的厌氧生物处理[M]．北京：中国轻工业出版社，1991．

[3]张仁瑞．VFA作为厌氧生物学指标的可行性研究[J]．青岛建筑工程学院学报，1997，18(2):51-60．