内循环(IC)厌氧反应器具有处理容量高、投资少、占地省、运行稳定等优点,是第三代新型高效厌氧反应器的代表工艺之一,在废水处理领域具有广阔的应用前景,对其进行理论和应用研究具有十分重要的现实意义。本文在分析了内循环厌氧反应器的研究与应用现状、厌氧颗粒污泥的性质和研究现状以及食品加工废水的特点及处理现状的基础上,较系统地对IC反应器的运行特性及处理食品加工废水的性能进行了研究。 利用实验室自制的IC反应器,采用人工葡萄糖配水进行实验,分析了IC反应器的初次启动、二次启动过程的运行特性,研究了颗粒污泥的特性变化,结果表明：反应器在35℃恒温条件下启动时,最高容积负荷可达55.4kgCOD/(m3·d),COD去除率稳定在92％以上；启动完成后颗粒污泥产甲烷活性可达到接种污泥的8.7倍；二次启动过程中快速提高反应器的有机负荷COD去除率并没有明显降低,颗粒污泥仍能保持较高的生物活性和良好的沉淀性。 通过静态和动态实验研究了氨氮对厌氧颗粒污泥的产甲烷活性和IC反应器系统运行的影响,结果表明:COD为6000mg/L时,在静态实验过程中,氨氮对颗粒污泥产甲烷菌产生毒害作用的浓度为1500 mg/L,IC_(50)为4000mg/L;在动态试验过程中,氨氮对IC反应器系统的抑制浓度为3036mg/L,IC_(50)为4500mg/L,氨氮对系统酸碱度影响不大,对系统的毒性影响7d后可基本恢复。 随后,利用食品加工废水对反应器的颗粒污泥进行驯化,研究了IC反应器处理食品加工废水的运行特性,重点研究温度对IC反应器处理食品加工废水的影响,结果表明：在食品废水对IC反应器颗粒污泥的驯化过程中,COD去除率逐渐提高,颗粒污泥活性逐步得到恢复；驯化完成后,系统容积负荷可达28.9 kgCOD/(m3·d),容积产气率达8.35 L/(L·d),对COD的去除率在85％以上。温度对IC反应器处理食品加工废水的运行影响不大,反应温度在21℃以上时,COD去除率稳定在80％以上；随着温度的降低,IC反应器中的颗粒污泥形状变得更规则,虽然粒径和污泥量都有所降低,但VSS/SS和污泥的比产甲烷速率没有明显改变。 最后,基于Monod方程,分别建立了IC内循环反应器第一反应区和第二反应区的基质降解动力学模型:S_m=S_l/1+K_1t_l和S_e=S_me~(-K_2~θ),确定了动力学参数K_1=1.85(h~(-1)),K_2=0.14(h~(-1))。