IC厌氧反应器在废水处理中的应用分析

叶润泽

摘要：随着我国工业的快速发展，环境污染日益严重，为了贯彻落实可持续发展战略计划，有必要对废水处理技术进行深入研究。内循环（IC）厌氧技术主要应用于高浓度有机废水的处理，通过高能耗来增强内循环的传质过程，在处理酒精废水、制药废水、造纸废水等领域广泛应用，可以有效降低运行成本，提高处理效率，是解决环境污染问题的重要手段之一。

关键词：废水处理;内循环（IC）;厌氧反应器

物理技术、化学技术、生物技术是处理工业废水的主要方法，其中厌氧技术以其低成、节能、操作简便等优点，广泛应用与废水处理领域，并发挥着越来越重要的作用。内循环（IC）厌氧反应器出现于20世纪80年代中期，是根据UASB反应器运行原理的基础上开发而成，结合了物相强化传递、高速射流曝气、紊流剪切等技术，其主要特点是反应器内部能形成流体循环，加强了有机物和颗粒污泥的传质，从而提高了废水处理能力[1]。

一、IC厌氧反应器在废水处理中的应用原理及特点

IC厌氧反应器是一种新型反应器，主要是整合了UASB反应器颗粒化和三相分离器的设计理念，系统由两个UASB反应器重叠组成，系统主要由进水区、集气罩、提升管、气液分离器、回流管、沉淀区、出水管等组成[2]。首先，废水进入反应器混合区与内循环污泥水充分混合，由第一反应室生化降解，产生的沼气由三相分离器收集，沿回流管上升到顶部的气液分离器，進而将沼气分离引出反应器。随后，在反应器底部充分混合泥水，第一反应室形成内循环，沼气处理在第二反应室完成，实现混合液的固液分离处理，出水管排出达标液体。IC厌氧反应器具有明显的应用优势，可以有效增强COD容量负荷，较低的水力停留时间，提高有机物与颗粒污泥之间的传质。在相同处理条件下，与普通的UASB相比，IC厌氧反应器的容积负荷能提高4倍，所需容积仅约为四分之一，有利于降低处理成本。

二、IC厌氧反应器处理废水的影响因素

（一）水力停留时间。IC厌氧反应器在废水处理过程中，实际操作数据与理论计算结果有一定的差异，运行时进水量与水力停留时间应成反比，但COD去除率不受水力停留时间的影响;反应器停止时HRT不断下降，但COD去除率值保持不变。这种现象主要是由于IC厌氧反应器中污泥活性的恢复所致，微生物对有机物的绝对摄取量在增加[3]。IC反应器两级三相分离器结构特殊，上下结构重叠，使反应器在高上升流速条件下仍能停留有机物。当水力停留时间较低时，进水上升流速增大，颗粒污泥与废水的接触面增强。因此，尽管水力停留时间较低，但没有影响到COD去除率。

（二）温度变化。当温度较低时，IC厌氧反应器的中温消化，启动过程中有必要采用蒸汽加热装置来提高反应器的温度，并保持在这一温度范围内。然而，目前反应器温度的测量通常是人工控制蒸汽加热管的开启和关闭，不可避免的会有一些误差，导致水温存在波动。就反应器的整体去除效率而言，也会受到温度变化的影响。在中温或高温条件下，反应器温度波动应控制在1.5°C至2°C之间，如果温度高于波动范围，但低于3°C，甲烷菌的产生速率就会受到抑制;如果温度波动达到5°C，会导致反应器停止产气。可以看出，温度变化对IC厌氧反应器的影响是非常明显，使反应器的运行状态和污泥活性出现变化。

三、IC厌氧反应器在不同种类废水处理中的具体应用

（一）酒精废水。酒精广泛应用于食品、化工、医疗等领域，在石油、煤炭等自然资源逐渐减少的背景下，可替代能源收到各界的广泛关注。酒精作为可再生的清洁能源成为最佳替代品之一，其产量不断增加，相应的废水处理量也大幅度增长。传统的厌氧过程对高浓度酒精废水处理效果并不理想，而采用IC厌氧反应器每日可以处理3000m3废水，COD去除率达到90%左右，具有显著的技术应用优势。

（二）制药废水。制药生产过程会产生大量废水，并且污染物具有种类复杂、浓度高等特点，增加了废水处理难度。特别是某些制药废水中含有毒性物质，如果处理不达标会严重影响生态环境。而采用IC厌氧反应器取得了良好的效果，废水经处理后COD去除率可达78%左右，保证气浮处理和好氧处理要求，从而达到排放标准。

（三）造纸废水。在造纸过程中，不同原料或工艺生产的纸浆污染物含量有很大差异，各种造纸废水中含有多种对生物有害的物质。在全球环境中，控制造纸工业水污染已成为焦点，也是环境治理的关键。通过数据分析，采用改进的IC厌氧反应器对造纸废水进行常温处理，反应器负荷可以达到COD12kg/m3·d。在进水阶段，COD可达约为10000mg/L，经过循环处理后，出水COD达到约为1400mg/L[4]。

四、结束语

综上所述，IC厌氧反应器具有处理效率高、占地面积小、容积负荷率高等优点，在各类废水处理中发挥了重要作用。但在实际应用过程中仍存在一些影响因素，影响了处理效果，需要不断进行改进。目前，IC厌氧反应器具有广阔的应用前景，应做好实践经验积累和技术吸收工作，以促进我国废水处理领域的进一步发展。

参考文献：

[1]钟京岗，徐志国.内循环厌氧反应器处理制浆造纸废水的效能及影响因素[J].商品与质量，2020（28）：67.

[2]吴秉奇，段美娟，周振，等.多段内循环厌氧反应器的气液流场及处理低浓度屠宰废水的研究[J].工业用水与废水，2019，50（1）：19-24.

[3]段美娟，陈福明，刘淑杰，等.多段内循环厌氧反应器处理屠宰废水的中试[J].广东化工，2018，45（21）：33-35.

[4]胡超，邵希豪，晏波，等.内循环厌氧反应器设计问题的探讨[J].工业水处理，2017，37（9）：5-9.

（作者单位：维尔利环保科技集团股份有限公司）