韓城IC厭氧反應(yīng)器

    IC反應(yīng)器的構(gòu)造特點(diǎn)是具很大的高徑比，一般可達(dá)到4-8，高度可達(dá)16-25m，從外觀看，就象一個(gè)厭氧生化反應(yīng)塔。IE反應(yīng)器從功能上講由四個(gè)不同的功能部分組成：

1、混合區(qū)：由反應(yīng)器的底部進(jìn)入的污水與顆粒污泥和內(nèi)部氣體循環(huán)所帶回的出水效地混合，使進(jìn)水得到效地稀釋和均化。

2、污泥膨脹床部分：由含高濃度的顆粒污泥膨脹床所構(gòu)成。床的膨脹或流化是由于進(jìn)水的上升流速、回流和產(chǎn)生的沼氣所造成。廢水和污泥之間效地接觸使得污泥具高的活性，可獲得高的機(jī)負(fù)荷和。

3、精處理部分：在這一區(qū)域內(nèi)，由于的污泥負(fù)荷率，相對長的水力停留時(shí)間和推流的流態(tài)性，產(chǎn)生了效的后處理。另外由于沼氣產(chǎn)生的擾動在精處理部分較，使得生物可降解COD幾乎部去除。雖然與UASB反應(yīng)器條件相比，反應(yīng)器的負(fù)荷率較高，但因內(nèi)部循環(huán)流體不經(jīng)過這一區(qū)域，因此在精處理區(qū)的上升流速也較，這兩特點(diǎn)為固體停留提供了條件。

4、回流系統(tǒng)：內(nèi)部的回流是利用氣提原理，因?yàn)樵谏喜亢拖聦拥臍馐议g存在著壓力差?；亓鞯谋壤怯僧a(chǎn)其量所決定的。

大部分機(jī)物（BOD和COD）是在IC反應(yīng)器下部的顆粒污泥膨脹床內(nèi)降解為生物沼氣的（甲烷），沼氣經(jīng)由*部分分離器收集，通過氣體升力攜帶水和污泥進(jìn)入氣體上升管，至位于IE反應(yīng)器部的液氣分離罐進(jìn)行液氣分離，水與污泥經(jīng)過循環(huán)下降管流向反應(yīng)器底部，形成內(nèi)循環(huán)流。*級分離氣的出流在二級（上部）處理區(qū)得到后續(xù)處理，在此，大部分剩余的可降解的機(jī)物（COD和BOD）得到進(jìn)一步降解，所產(chǎn)生的沼氣被二級分離器收集，出水通過溢流堰流出反應(yīng)器。

內(nèi)循環(huán)是基于氣體上升原理，通過含氣體的“上升管”和“下降管”介質(zhì)密度的差別產(chǎn)生的，在此不需水泵實(shí)現(xiàn)這一內(nèi)循環(huán)，內(nèi)循環(huán)量（速度）通過上升管內(nèi)沼氣的含量，即進(jìn)水中COD濃度的變化實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)。該內(nèi)循環(huán)功能使IE反應(yīng)器具較靈活的特點(diǎn)，比如：當(dāng)進(jìn)水COD負(fù)荷增高時(shí)，沼氣產(chǎn)量增大，內(nèi)循環(huán)管內(nèi)氣體上升力增大，經(jīng)由下降管至下部的循環(huán)水進(jìn)一步稀釋了COD的濃度。反之，當(dāng)進(jìn)水COD負(fù)荷較小時(shí)，較少的沼氣產(chǎn)量產(chǎn)生較小的氣體上升力，使得較小的循環(huán)水流至反應(yīng)器底部稀釋進(jìn)水COD濃度。由此可見，內(nèi)循環(huán)特點(diǎn)可以在進(jìn)水COD負(fù)荷波動的情況下，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的COD負(fù)荷自動調(diào)節(jié)。

2、IC反應(yīng)器優(yōu)缺特點(diǎn)

IC反應(yīng)器的特點(diǎn)主要以下幾特點(diǎn)：

（1）容積負(fù)荷率高，水力停留時(shí)間短。

（2）基建投資省，。由于IC反應(yīng)器的容積負(fù)荷率高，故對于處理相同COD總量的廢水，其體積僅為普通UASB反應(yīng)器的30-50％左右，降了基建投資。同時(shí)由于IC反應(yīng)器具很大的高徑比，所以占地面積別省，非常適用于一些占地面積緊張的礦企業(yè)采用。

（3）節(jié)省能耗。由于IC反應(yīng)器是以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動力實(shí)現(xiàn)混合液的內(nèi)循環(huán)，不必另設(shè)水泵實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制循環(huán)，故可節(jié)省能耗。

（4）。由于IC反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了內(nèi)循環(huán)，內(nèi)循環(huán)液與進(jìn)水在*反應(yīng)室充分混合，使原廢水中的害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降了害程度，從而提高了反應(yīng)器的耐沖擊負(fù)荷的能力。

（5）具緩沖pH值變化的能力。IC反應(yīng)器可充分利用循環(huán)回流的堿度，對pH起緩沖，使反應(yīng)器內(nèi)的pH值保持穩(wěn)定，從而節(jié)省進(jìn)水的投堿量，降運(yùn)行。

（6）。IC反應(yīng)器相當(dāng)于兩級 UASB藝處理，下面一個(gè)的機(jī)負(fù)荷率高，起“粗”處理，上面一個(gè)機(jī)負(fù)荷率，起“精” 處理，故比一般的單級處理的，。、

厭氧過程對環(huán)境條件要求比較嚴(yán)格:

Ⅰ、氧化還原電位(φE)與溫度

氧的溶入和氧化態(tài)、氧化劑的存在:Fe3+、Cr2O72-、NO3-、SO42-、PO43-、H+會使體系中電位升高，對厭氧消化不利。

高溫消化--500~600mv，50~55℃

中溫消化--300~380mv，30~38℃

產(chǎn)酸菌對氧還-還電位要求不甚嚴(yán)格+100~-100mv

產(chǎn)甲烷菌對氧還-還電位要求嚴(yán)格<-350mv

Ⅱ、pH及堿度

pH主要取決于三個(gè)生化階段的平衡狀態(tài)，原液本身的pH和發(fā)酵系統(tǒng)中產(chǎn)生的CO2分壓(20.3~40.5kpa)，正常發(fā)酵pH=7.2~7.4，機(jī)負(fù)荷太大，水解和酸化過程的生化速率大大過產(chǎn)氣速率。將導(dǎo)致水解產(chǎn)物機(jī)酸的積累使pH下降，抑制甲烷菌的機(jī)能，使氣化速率銳減，所以原液pH=6~8，發(fā)酵過程機(jī)酸濃度不過3000mg/L為佳(以乙酸計(jì))。

HCO3-及NH3是形成厭氧處理系統(tǒng)堿度的主要原因，高的堿度具較強(qiáng)的緩沖能力，一般要求堿度2000mg/L以上，NH3濃度50~200mg/L為佳。

Ⅲ、毒物--凡對厭氧處理過程起抑制和毒害的物質(zhì)都可稱為毒物，機(jī)酸濃度不應(yīng)使消化液pH<6.8;不應(yīng)高于1500mg/L，其它陰離子濃度參見 P148表9-2。

IC 反應(yīng)器構(gòu)造原理圖

1.氣液分離器2.集氣管3.二級三相分離器4.沼氣提升管5.

論內(nèi)循環(huán)(IC)厭氧反應(yīng)器的設(shè)計(jì)工藝思想

一級三相分離器6.泥水下降管7.進(jìn)水8.出水區(qū)9.精處理區(qū)10.

顆粒污泥膨脹床區(qū)11.混合區(qū)

沼氣氣泡在形成過程中會對液體做膨脹功產(chǎn)生氣提，使

得沼氣、污泥和水的混合液沿沼氣提升管上升至反應(yīng)器部的氣

液分離器。沼氣與泥水分離被導(dǎo)出處理系統(tǒng)，泥水混合物沿著泥

水下降管進(jìn)入反應(yīng)器底部的污泥膨脹床區(qū)，形成內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)。經(jīng)

顆粒污泥膨脹床區(qū)處理后的污水一部分參與內(nèi)循環(huán)，另一部分進(jìn)

入精處理區(qū)進(jìn)行剩余COD 的降解，提高并了出水水質(zhì)。由于

大部分COD 已被降解，所以精處理區(qū)的COD負(fù)荷較， 產(chǎn)氣量也

小。產(chǎn)生的沼氣由二級三相分離器收集，通過集氣管進(jìn)入氣液分

離器被導(dǎo)出處理系統(tǒng)。泥水經(jīng)二級三相分離器后，上清液由

出水區(qū)排走，顆粒污泥返回精處理區(qū)。

啟動的要特點(diǎn)

   ①啟動一定要逐步進(jìn)行，留充裕的時(shí)間，并不能期望很短時(shí)間進(jìn)入加料運(yùn)行達(dá)到厭氧降解的目標(biāo) 。因?yàn)閱訉?shí)際上是使菌從休眠狀態(tài)恢復(fù)，即活化的過程。啟動中菌、馴化、增殖過程都在進(jìn)行，原厭氧污泥中濃度較的甲烷菌的增長速度相對于產(chǎn)酸菌要慢的多。因此，這時(shí)負(fù)荷一般不能高，時(shí)間不能短，每次進(jìn)料要少，間隔時(shí)間要長。

   ②混合進(jìn)液濃度一定要控制在較水平，一般COD濃度為1000-5000mg/L，當(dāng)過5000mg/L，應(yīng)進(jìn)行出水循環(huán)和加水稀釋至要求。

   ③若混合液中亞硫酸鹽濃度大于200mg/L時(shí)，則亦應(yīng)稀釋至100mg/L以下才能進(jìn)液。

   ④負(fù)荷增加操作方式：啟動初期容積負(fù)荷可從0.2-0.5kgCOD/m3?d開始，當(dāng)生物降解能力達(dá)到80%以上時(shí)，再逐步加大。若負(fù)荷進(jìn)料，厭氧過程仍不正常COD不能消化，則進(jìn)料間斷時(shí)間應(yīng)延長24h或2-3d，檢查消化降解的主要指標(biāo)測量VFA濃度，啟動階段VFA應(yīng)保持在3mmoL/L以下。

   ⑤當(dāng)容積負(fù)荷走到2.0kgCOD/m3?d后，每次進(jìn)料負(fù)荷可增大，但不過20%，只當(dāng)進(jìn)料增大，而VFA濃度且維持不變，或仍維持在﹤3mmoL/L水平時(shí)，進(jìn)料量才能不斷增大進(jìn)液間隔才能不斷減少。

   IC厭氧反應(yīng)器是繼UASB、EGSB之后的一種厭氧反應(yīng)器。它通過上下兩層集氣罩把反應(yīng)器分為上下兩個(gè)室，兩個(gè)室通過內(nèi)循環(huán)裝置組合在一起。

   進(jìn)入IC厭氧反器的機(jī)物大部分在下反應(yīng)室被消化，所產(chǎn)生的沼氣被下層集氣罩阻隔收集進(jìn)入提升管，由于提升管內(nèi)外液體存在密度差，促使發(fā)酵液不斷被提升至氣液分離器，分離沼氣后又回流到下反應(yīng)室，形成了發(fā)酵液的連續(xù)循環(huán)。

   鑒于內(nèi)循環(huán)發(fā)生在下反應(yīng)室，故下反應(yīng)室較高的水力負(fù)荷，高水力負(fù)荷和高產(chǎn)氣負(fù)荷使污泥與機(jī)物充分混合，使污泥處于充分的膨脹狀態(tài)，傳質(zhì)速率高，大大提高了厭氧消化速率和機(jī)負(fù)荷。

   上反應(yīng)室是反應(yīng)器的負(fù)荷區(qū)，它只是消化下反應(yīng)室少量來不及消化的機(jī)物，沼氣產(chǎn)量少。產(chǎn)氣負(fù)荷，內(nèi)循環(huán)不進(jìn)入上反應(yīng)室，上反應(yīng)室較的產(chǎn)氣負(fù)荷和較的水力負(fù)荷利于污泥的沉降和滯留，從而能維持反應(yīng)器內(nèi)較高的污泥濃度。

  由于厭氧消化速率取決于污泥濃度和傳質(zhì)速率，影響傳質(zhì)的因素是產(chǎn)氣負(fù)荷和水力負(fù)荷，它們一方面是強(qiáng)化傳質(zhì)的重要因素，又是造成污泥流失的根本原因，而IC厭氧應(yīng)器由于了內(nèi)循環(huán)裝置，改變了產(chǎn)氣負(fù)荷與水力負(fù)荷的方向，在高負(fù)荷下能避免污泥的流失，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了“高負(fù)荷與污泥流失相分離”，從而使IC厭氧反器具比UASB、EGSB更高的機(jī)負(fù)荷

 韓城IC厭氧反應(yīng)器

I

技術(shù)特點(diǎn)

1.容積負(fù)荷大：反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度大，微生物量大，進(jìn)水機(jī)負(fù)荷大;

2. 厭氧污泥濃度大，平均污泥濃度為20-40gMLVSS/L;

3.和占地面積;

4.能力大;

5.動力，混合攪拌設(shè)備，靠發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣的上升運(yùn)動，使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)，對下部的污泥層也一定程度的攪動;

6.污泥床不設(shè)載體，節(jié)省造及避免因填料發(fā)生堵塞問題;

7.性好;

8.啟動周期短，反應(yīng)器內(nèi)污泥活性大，生物增殖快，為反應(yīng)器快速啟動提供利條件;

9.沼氣利用值大，反應(yīng)器產(chǎn)生的生物氣純度大，CH470%～80%,CO220%～30%,其他機(jī)物為1%～5%，可作燃料加以利用；

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