IC厌氧反应器控制项目

1、 IC厌氧反应器控制项目厌氧反应器控制项目IC厌氧反应器要实现在高负荷稳定运行，仅靠成功的设计是厌氧反应器要实现在高负荷稳定运行，仅靠成功的设计是不够的，还必须要掌握颗粒污泥的培养与运行技术。在絮不够的，还必须要掌握颗粒污泥的培养与运行技术。在絮状污泥条件下运行，状污泥条件下运行，IC的容积负荷一般只能达到的容积负荷一般只能达到6kgCOD/m3.d左右，只有在颗粒污泥条件下运行，才能达左右，只有在颗粒污泥条件下运行，才能达到到20kgCOD/m3.d左右。左右。v本文对本文对IC反应器二次启动的有关问题开展了讨论。反应器二次启动的有关问题开展了讨论。一、二次启动的原理一、二次启动的原理用颗粒

2、污泥来启动厌氧反应器称二次启动。为讨论方用颗粒污泥来启动厌氧反应器称二次启动。为讨论方便，我们把当二次启动处理的是同样的废水时，称为便，我们把当二次启动处理的是同样的废水时，称为“同质二次启动同质二次启动”；二次启动处理的是不同性质的废水；二次启动处理的是不同性质的废水时，称为时，称为“异质二次启动异质二次启动”。二次启动可分为。二次启动可分为3个阶段：个阶段：污泥驯化期、污泥活性恢复期和污泥增殖期。在不同污泥驯化期、污泥活性恢复期和污泥增殖期。在不同的阶段，调试方法应有所不同。的阶段，调试方法应有所不同。v污泥驯化期污泥驯化期v 二二次启动的第一阶段为污泥驯化期。驯化有次启动的第一阶段为污泥

3、驯化期。驯化有3方面的意义：方面的意义： 1)恢复水解产酸菌的数量恢复水解产酸菌的数量 2)使厌氧微生物适应新的营养条件使厌氧微生物适应新的营养条件 3)产酸菌与产甲烷菌在颗粒污泥上建立新的共生系统产酸菌与产甲烷菌在颗粒污泥上建立新的共生系统颗粒污泥中的水解产酸菌代谢能力强，不耐饥饿，在反应器较长时间停止运行后，其颗粒污泥中的水解产酸菌代谢能力强，不耐饥饿，在反应器较长时间停止运行后，其数量会急剧减少。启动运行一开始，首先要恢复产酸菌的数量。在同质二次启动时，数量会急剧减少。启动运行一开始，首先要恢复产酸菌的数量。在同质二次启动时，因产酸菌繁殖快，数量恢复也快，往往只需要因产酸菌繁殖快，数量恢

4、复也快，往往只需要1-2天的时间，随后便可进入污泥恢复天的时间，随后便可进入污泥恢复期。期。在异质二次启动时，为适应新的营养物、抑制物或有毒物质，水解产酸菌需要产生新在异质二次启动时，为适应新的营养物、抑制物或有毒物质，水解产酸菌需要产生新的酶类，甚至发生种群更替。当产酸菌出现种群更替时，颗粒污泥中的水解产酸菌和的酶类，甚至发生种群更替。当产酸菌出现种群更替时，颗粒污泥中的水解产酸菌和产甲烷菌需要建立新的共生关系，这种新共生系统的建立，有时还会导致颗粒污泥结产甲烷菌需要建立新的共生关系，这种新共生系统的建立，有时还会导致颗粒污泥结构组成上的变化，因此，异质二次启动驯化期比同质二次启动的驯化期要

5、长些。构组成上的变化，因此，异质二次启动驯化期比同质二次启动的驯化期要长些。v颗粒颗粒污泥恢复期污泥恢复期 颗粒颗粒污泥中的产甲烷菌内源代谢弱、能耐饥饿，在接种或停止运行后，其数量变化较小，一污泥中的产甲烷菌内源代谢弱、能耐饥饿，在接种或停止运行后，其数量变化较小，一旦水解产酸菌数量得到了恢复，产甲烷菌活性的恢复是是很快的。对同质二次启动来说，短暂旦水解产酸菌数量得到了恢复，产甲烷菌活性的恢复是是很快的。对同质二次启动来说，短暂的驯化期过后，在几天或十几天内便可将容积有机负荷提高到与污泥接种量相适应的水平。的驯化期过后，在几天或十几天内便可将容积有机负荷提高到与污泥接种量相适应的水平。 显然，

6、在污泥活性恢复期，容积有机负荷提高的幅度取决于污泥接种量，而不是靠污泥的增显然，在污泥活性恢复期，容积有机负荷提高的幅度取决于污泥接种量，而不是靠污泥的增值。污泥接种量大，可以在较短时间内将容积有机负荷提得更高。值。污泥接种量大，可以在较短时间内将容积有机负荷提得更高。由于产甲烷菌所要求的营养条件比较简单，只能利用产酸菌提供的少数几种极为简单的一碳或由于产甲烷菌所要求的营养条件比较简单，只能利用产酸菌提供的少数几种极为简单的一碳或二碳化合物作为产甲烷的机制。因此，即使废水成分发生变化，直接受影响的只是水解产酸菌，二碳化合物作为产甲烷的机制。因此，即使废水成分发生变化，直接受影响的只是水解产酸菌

7、，对产甲烷菌的影响则是间接的。因此，在异质二次启动的情况下，驯化期过后，仍可以较快的对产甲烷菌的影响则是间接的。因此，在异质二次启动的情况下，驯化期过后，仍可以较快的速度提高反应器的容积有机负荷。当然，提高的幅度也要与污泥接种量相适应。速度提高反应器的容积有机负荷。当然，提高的幅度也要与污泥接种量相适应。无论是同质二次启动还是异质二次启动，容积有机负荷的提高，都必须要根据运行中的沼气产无论是同质二次启动还是异质二次启动，容积有机负荷的提高，都必须要根据运行中的沼气产量、量、VFA、PH、COD去除率等项技术指标而定，这是提高负荷时必须遵循的根本原则。去除率等项技术指标而定，这是提高负荷时必须遵

8、循的根本原则。污泥增殖期污泥增殖期v 启动运行一开始，污泥就在增值，但污泥的大量增殖是在污泥启动运行一开始，污泥就在增值，但污泥的大量增殖是在污泥活性恢复期之后。在污泥活性恢复期，容积有机负荷的增加幅度活性恢复期之后。在污泥活性恢复期，容积有机负荷的增加幅度取决于污泥的接种量。而在污泥增殖期内，容积有机负荷的增加，取决于污泥的接种量。而在污泥增殖期内，容积有机负荷的增加，则取决于污泥增长量和增长速度。在厌氧消化过程中，则取决于污泥增长量和增长速度。在厌氧消化过程中，COD去除去除的越多，污泥增长量越大。换句话说，容积有机负荷越高，污泥的越多，污泥增长量越大。换句话说，容积有机负荷越高，污泥增长

9、越快。增长越快。从理论上讲，每去除从理论上讲，每去除1kgCOD，可产生，可产生0.0819kg污泥，也有人认为，污泥，也有人认为，实际上只能增加实际上只能增加0.02kg污泥。污泥。二、二次启动的方法二、二次启动的方法v 2-1、接种物的选择、接种物的选择在运行中，为培养出颗粒污泥，首先要选好接种物。尽管从理论上讲，在运行中，为培养出颗粒污泥，首先要选好接种物。尽管从理论上讲，任何一种厌氧污泥、甚至是好氧污泥都能培养出颗粒污泥。但要启动任何一种厌氧污泥、甚至是好氧污泥都能培养出颗粒污泥。但要启动一个生产规模的一个生产规模的IC反应器，选择合适的接种物是十分重要的。反应器，选择合适的接种物是十

10、分重要的。最佳的选择是直接用颗粒污泥作接种物，在没有颗粒污泥的情况下，最佳的选择是直接用颗粒污泥作接种物，在没有颗粒污泥的情况下，采用城市污水处理厂的消化污泥做接种物是较好的选择。消化污泥来采用城市污水处理厂的消化污泥做接种物是较好的选择。消化污泥来源广泛、数量多。价格便宜，而且具有一定数量的颗粒污泥的源广泛、数量多。价格便宜，而且具有一定数量的颗粒污泥的“胚芽胚芽”。能较快的培养出颗粒污泥。能较快的培养出颗粒污泥。v2-2 、污泥污泥的的接种量接种量v IC厌氧反应器是由上、下两个反应室所构成。上反应室的作用主要厌氧反应器是由上、下两个反应室所构成。上反应室的作用主要是滞留污泥，并为内循环提

11、供密度差，因此上反应室的产气负荷应当是滞留污泥，并为内循环提供密度差，因此上反应室的产气负荷应当是越小越好，无须接种污泥。是越小越好，无须接种污泥。下反应室是消化有机物的主要场所，污泥应接种在下反应室。污泥接下反应室是消化有机物的主要场所，污泥应接种在下反应室。污泥接种量只需按下反应室的容积计算。接种浓度以达到种量只需按下反应室的容积计算。接种浓度以达到20-40kgVSS/m3为宜。为宜。至少在距底部至少在距底部3m处静止取样时，处静止取样时，SV以达到以达到50。 污泥接种量越大，在污泥活性恢复期容积有机负荷提高的幅度越大，污泥接种量越大，在污泥活性恢复期容积有机负荷提高的幅度越大，越有利

12、于颗粒污泥的迅速增殖。但是污泥接种量再大，在上反应室也越有利于颗粒污泥的迅速增殖。但是污泥接种量再大，在上反应室也不应该出现污泥。即使在高负荷稳定运行过程中，当上反应室出现颗不应该出现污泥。即使在高负荷稳定运行过程中，当上反应室出现颗粒污泥时，就应从底部排出部分颗粒污泥，以减少上反应室污泥量。粒污泥时，就应从底部排出部分颗粒污泥，以减少上反应室污泥量。2-3、对进水量和进水、对进水量和进水COD进行有效的调节进行有效的调节v 二次启动是一个将容积有机负荷从低到高的调试过程。每增加二次启动是一个将容积有机负荷从低到高的调试过程。每增加一次负荷，对进水量和进水一次负荷，对进水量和进水COD都要作出

13、相应的调整。每调整一都要作出相应的调整。每调整一次以后，还要在一段时间内保持相对的稳定。如果进水次以后，还要在一段时间内保持相对的稳定。如果进水COD变化变化太大，容积有机负荷忽高忽低，要培养出颗粒污泥是困难的，甚太大，容积有机负荷忽高忽低，要培养出颗粒污泥是困难的，甚至是不可能的。至是不可能的。为保持进水为保持进水COD的稳定，必须要有一个合理的调节装置和便于操的稳定，必须要有一个合理的调节装置和便于操作的控制系统。要能对进水作的控制系统。要能对进水COD在在2000-20000mg/L的范围内做出的范围内做出任意的调节，并要能将误差控制在任意的调节，并要能将误差控制在10 的变化幅度之内。

14、的变化幅度之内。调节装置还应具备对进水的温度进行调整的功能调节装置还应具备对进水的温度进行调整的功能2-4、采用较大的水力负荷（上升流速）、采用较大的水力负荷（上升流速）v 运行运行IC反应器必须采用较大的水力负荷。运行一开始，就应将水力负荷保持反应器必须采用较大的水力负荷。运行一开始，就应将水力负荷保持在在0.7m/h1.5m/h的范围内。因为：的范围内。因为：大的水力负荷有力于传质，尤其是在反应器底部大的水力负荷有力于传质，尤其是在反应器底部1m上下的部位。有机废水与污上下的部位。有机废水与污泥的混合主要是靠水力负荷的推动，在这个区域内表面产气负荷低，产气负荷泥的混合主要是靠水力负荷的推动

15、，在这个区域内表面产气负荷低，产气负荷对传质没有太大的促进作用。如果水力负荷小，这一区域的传质不理想，部分对传质没有太大的促进作用。如果水力负荷小，这一区域的传质不理想，部分颗粒污泥得不到充足的营养，就有可能出现颗粒污泥得不到充足的营养，就有可能出现“空心化空心化”，空心的颗粒污泥会飘出，空心的颗粒污泥会飘出水面而流失。得不到充足营养的颗粒污泥还有可能破碎成更小的颗粒，太细小水面而流失。得不到充足营养的颗粒污泥还有可能破碎成更小的颗粒，太细小的颗粒在高负荷下容易流失。的颗粒在高负荷下容易流失。水力负荷只有大到水力负荷只有大到0.7m/h以上时（或容积负荷达到以上时（或容积负荷达到5kgCOD/

16、m3.d），絮状污泥），絮状污泥才能被洗出。也只有在絮状污泥被洗出的情况下，颗粒污泥才能获得更多的营才能被洗出。也只有在絮状污泥被洗出的情况下，颗粒污泥才能获得更多的营养，才能迅速的增殖。养，才能迅速的增殖。水力负荷大，会导致发酵液快速的流动。厌氧菌胶团只有在随液流快速流动的水力负荷大，会导致发酵液快速的流动。厌氧菌胶团只有在随液流快速流动的情况下，才能被情况下，才能被“剪切剪切”成颗粒。水力负荷太低，不利于颗粒污泥的形成。成颗粒。水力负荷太低，不利于颗粒污泥的形成。v 2-5、进水、进水COD不宜超过不宜超过20000mg/L，最理想的进水，最理想的进水COD应小于应小于10000mg/L由

17、于由于IC反应器需要在较大的水力负荷下运行，进水量大；又由于容积有机负反应器需要在较大的水力负荷下运行，进水量大；又由于容积有机负荷的限制，故进水荷的限制，故进水COD不能太高。从这个意义上说，不能太高。从这个意义上说，IC只适宜处理只适宜处理COD为为2000-20000mg/L有机废水，如啤酒废水、柠檬酸废水等等。用有机废水，如啤酒废水、柠檬酸废水等等。用IC处理高浓度处理高浓度废水，如酒精废水，就必须对进水进行稀释。稀释方法有两个：废水，如酒精废水，就必须对进水进行稀释。稀释方法有两个：1)用清水进行稀释；用清水进行稀释；2)采用厌氧出水或好氧出水回流。采用厌氧出水或好氧出水回流。在启动

18、运行初期，絮状污泥尚未完全析出的情况下，必须采用清水稀释，而在启动运行初期，絮状污泥尚未完全析出的情况下，必须采用清水稀释，而不宜采用厌氧出水回流。絮状污泥残留在反应器中，不利于颗粒污泥的形成，不宜采用厌氧出水回流。絮状污泥残留在反应器中，不利于颗粒污泥的形成，也不利于改善厌氧出水的水质。当絮状污泥全部洗出后，再改用厌氧出水或也不利于改善厌氧出水的水质。当絮状污泥全部洗出后，再改用厌氧出水或好氧出水回流，以稀释进水好氧出水回流，以稀释进水COD。2-6、控制进水中的、控制进水中的SSv 通常认为进水通常认为进水SS大于大于4000mg/L，不利于颗粒污泥的生长。过多的，不利于颗粒污泥的生长。过

19、多的SS一旦进入一旦进入IC反应器，会产生反应器，会产生不良的后果。这些不良的后果。这些SS与颗粒污泥混杂在一起，会导致容积有机负荷降低，原因在于：与颗粒污泥混杂在一起，会导致容积有机负荷降低，原因在于：SS的存在对废水中可溶性的存在对废水中可溶性COD（有机物）与污泥之间的传质会产生不利的影响；（有机物）与污泥之间的传质会产生不利的影响；SS的存在占据了相当大的空间，单位容积内颗粒污泥的数量会减少。的存在占据了相当大的空间，单位容积内颗粒污泥的数量会减少。但在实验中观察到：进水但在实验中观察到：进水SS达到达到6000mg/L时，时，IC仍然正常运行。这表明仍然正常运行。这表明IC与与UAS

20、B对对SS有不同的耐受有不同的耐受能力。原因可能在于：当进水中能力。原因可能在于：当进水中SS的沉降速度小于的沉降速度小于IC的上升流速时，在水力负荷和产气负荷的共同的上升流速时，在水力负荷和产气负荷的共同作用下，作用下，SS能够被洗出能够被洗出IC反应器的结果。反应器的结果。IC的水力负荷和产气负荷要比的水力负荷和产气负荷要比UASB高得多，因此，高得多，因此，IC对对SS的耐受能力也要比的耐受能力也要比UASB的大一些。的大一些。由此还可以进一步地推断：一些沉降速度较快的由此还可以进一步地推断：一些沉降速度较快的SS，随容积有机负荷的增加，或水力负荷和产气负，随容积有机负荷的增加，或水力负

21、荷和产气负荷的增加，被洗荷的增加，被洗IC的可能性也会增大。因此，的可能性也会增大。因此，IC对对SS的耐受能力不是固定的，而是可变动的。笔者的耐受能力不是固定的，而是可变动的。笔者认为：认为：IC对对SS耐受能力主要不取决于耐受能力主要不取决于SS的浓度，而取决于的浓度，而取决于SS的沉降速度和悬浮状态。的沉降速度和悬浮状态。IC能耐受沉降能耐受沉降速度较小的长久处于悬浮状态的固形物质，当然，这一推测还有待于实验的检验。速度较小的长久处于悬浮状态的固形物质，当然，这一推测还有待于实验的检验。 三、二次启动过程中的检测指标三、二次启动过程中的检测指标v在运行过程中，必须要对沼气产量、在运行过程中，必须要对沼气产量、VFA/PH和和COD去除率进行检测，以判断运行是否正常，是否可以提高负荷，上述去除率进行检测，以判断运行是否正常，是否可以提高负荷，上述指标的重要性排序如下：沼气产量指标的重要性排序如下：沼气产量VFAPHCOD去除率去除率.3-1、沼气产量、沼气产量瞬间的沼气产量会有较大的波动，但每小时沼气产量大致是平稳的，要经常抽查