IC厭氧反應(yīng)器

IC厭氧反應(yīng)器
IC（internal circulation）反應(yīng)器是厭氧反應(yīng)器，即內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器，相似由2層UASB反應(yīng)器串聯(lián)而成，用于機高濃度廢水，如，玉米淀粉廢水、檸檬酸廢水、啤酒廢水、土豆加工廢水、酒精廢水

  IC厭氧反應(yīng)器是厭氧反應(yīng)器，即內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器，相似由2層UASB反應(yīng)器串聯(lián)而成，用于機高濃度廢水，如，玉米淀粉廢水、檸檬酸廢水、啤酒廢水、土豆加工廢水、酒精廢水。IC 反應(yīng)器當(dāng)前在造紙行業(yè)較多的是用各類廢紙作原料的造紙企業(yè)，處理的包括實現(xiàn)一般的，通過治理后的，從而達到節(jié)水和治污的雙重。IC厭氧反應(yīng)器水封罐主要由杯形罐體和進、出水口組成，其征在于 園底杯形罐的罐壁上部設(shè)相對的進、出水口，其進水口的水 平位置略高于出水口；進水口處裝活動式閥板，該閥板與進 水口的接觸面上設(shè)密封墊；下端為弧形的隔板從罐蓋的 扁孔垂直插入罐內(nèi)下部。IC厭氧反應(yīng)器的水封罐可以隔空氣，可以維持厭氧反應(yīng)器的壓力，可以起阻火器的，還可以一定的沼氣凈化效果。 

IC厭氧反應(yīng)器?

工作原理
    按功能劃分，反應(yīng)器由下而上共分為5個區(qū)：混合區(qū)、1厭氧區(qū)、2厭氧區(qū)、沉淀區(qū)和氣液分離區(qū)。

1. 混合區(qū)：反應(yīng)器底部進水、顆粒污泥和氣液分離區(qū)回流的泥水混合物效地在此區(qū)混合。
2. 1厭氧區(qū)：混合區(qū)形成的泥水混合物進入該區(qū)，在高濃度污泥下，大部分機物轉(zhuǎn)化為沼氣?；旌弦荷仙骱驼託獾膭×覕_動使該反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥呈膨脹和流化狀態(tài)，加強了泥水表面接觸，污泥由此而保持著高的活性。隨著沼氣產(chǎn)量的增多，一部分泥水混合物被沼氣提升部的氣液分離區(qū)。
3. 氣液分離區(qū)：被提升的混合物中的沼氣在此與泥水分離并導(dǎo)出處理系統(tǒng)，泥水混合物則沿著回流管返回到下端的混合區(qū)，與反應(yīng)器底部的污泥和進水充分混合，實現(xiàn)了混合液的內(nèi)部循環(huán)。
4. 2厭氧區(qū)：經(jīng)1厭氧區(qū)處理后的廢水，除一部分被沼氣提升外，其余的都通過三相分離器進入2厭氧區(qū)。該區(qū)污泥濃度較低，且廢水中大部分機物已在1厭氧區(qū)被降解，因此沼氣產(chǎn)生量較少。沼氣通過沼氣管導(dǎo)入氣液分離區(qū)，對2厭氧區(qū)的擾動很小，這為污泥的停留提供了利條件。
5. 沉淀區(qū)：2厭氧區(qū)的泥水混合物在沉淀區(qū)進行固液分離，上清液由出水管排走，沉淀的顆粒污泥返回2厭氧區(qū)污泥床。

優(yōu)點
    IC 反應(yīng)器的構(gòu)造及其工作原理決定了其在控制厭氧處理影響因素方面比其它反應(yīng)器更具。
  （1）容積：IC反應(yīng)器內(nèi)污泥濃，微生物量大，且存在內(nèi)循環(huán)，傳質(zhì)，進水機負(fù)荷可過普通厭氧反應(yīng)器的3倍以上。
  （2）節(jié)省投資和占地面積：IC 反應(yīng)器容積負(fù)荷率高出普通UASB 反應(yīng)器3倍左右，其體積相當(dāng)于普通反應(yīng)器的1/4—1/3 左右，大大降低了反應(yīng)器的基建投資；而且IC反應(yīng)器高徑比很大（一般為4—8），所以占地面積少。
  （3）抗沖擊負(fù)荷能力強：處理低濃度廢水（COD=2000—3000mg/L）時，反應(yīng)器內(nèi) 循環(huán)流量可達進水量的2—3 倍；處理高濃度廢水（COD=10000—15000mg/L）時，內(nèi)循環(huán)流量可達進水量的10—20倍。大量的循環(huán)水和進水充分混合，使原水中的害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低了毒物對厭氧消化過程的影響。
  （4）抗低溫能力強：溫度對厭氧消化的影響主要是對消化速率的影響。IC反應(yīng)器由于含大量的微生物，溫度對厭氧消化的影響變得不再突出和嚴(yán)重。通常IC反應(yīng)器厭氧消化可在常溫條件（20—25 ℃）下進行，這樣減少了消化保溫的困難，節(jié)省了能量。
  （5）具緩沖pH值的能力：內(nèi)循環(huán)流量相當(dāng)于1 厭氧區(qū)的出水回流，可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度，對pH值起緩沖，使反應(yīng)器內(nèi)pH值保持好的狀態(tài)，同時還可減少進水的投堿量。
  （6）內(nèi)部自動循環(huán)，不必外加動力：普通厭氧反應(yīng)器的回流是通過外部加壓實現(xiàn)的，而IC 反應(yīng)器以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動力來實現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，不必設(shè)泵強制循環(huán)，節(jié)省了動力消耗。

發(fā)展歷程
    在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，厭氧消化在理論、技術(shù)和上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于好氧生物處理的發(fā)展。20世紀(jì)60年代以來，能源短缺問題日益突出，這促使人們對厭氧消化工藝進行重新認(rèn)識，對處理工藝和反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及甲烷回收進行了大量研究，使得厭氧消化技術(shù)的理論和實踐都了很大進步，并得到。厭氧消化具下列優(yōu)點：需攪拌和供氧，動力消耗少；能產(chǎn)生大量含甲烷的沼氣，是很好的能源物質(zhì)，可用于發(fā)電和燃?xì)猓豢筛邼舛冗M水，保持高污泥濃度，所以其溶劑機負(fù)荷達到仍需要進一步處理；初次啟動時間長；對溫度要求較高；對毒物影響較敏感；遭破壞后，恢復(fù)期較長。污水厭氧生物處理工藝按微生物的凝聚形態(tài)可分為厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法。厭氧活性污泥法包括普通消化池、厭氧接觸消化池、升流式厭氧污泥床（upflow anaerobic sludge blanket,UASB）、厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）等；厭氧生物膜法包括厭氧生物濾池、厭氧流化床和厭氧生物轉(zhuǎn)盤。

厭氧反應(yīng)四個階段

一般來說，廢水中復(fù)雜機物物料比較多，通過厭氧分解分四個階段加以降解：
（1）水解階段：高分子機物由于其大分子體積，不能直接通過厭氧菌的細(xì)胞壁，需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中的機物質(zhì)比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過細(xì)胞壁進入到細(xì)胞的體內(nèi)進行下一步的分解。
（2）酸化階段：上述的小分子機物進入到細(xì)胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡單的化合物并被分配到細(xì)胞外，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA），同時還部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產(chǎn)物產(chǎn)生。
（3）產(chǎn)乙酸階段：在此階段，上一步的產(chǎn)物進一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細(xì)胞物質(zhì)。
（4）產(chǎn)甲烷階段：在這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)。這一階段也是整個厭氧過程較為重要的階段和整個厭氧反應(yīng)過程的限速階段。

    再上述四個階段中，人認(rèn)為二個階段和三個階段可以分為一個階段，在這兩個階段的反應(yīng)是在同一類細(xì)菌體類完成的。前三個階段的反應(yīng)速度很快，如果用莫諾方程來模擬前三個階段的反應(yīng)速率的話，Ks（半速率常數(shù)）可以在50mg/l以下，μ可以達到5KgCOD/KgMLSS.d。而四個反應(yīng)階段通常很慢，同時也是較為重要的反應(yīng)過程，在前面幾個階段中，廢水的中污染物質(zhì)只是形態(tài)上發(fā)生變化，COD幾乎沒什么去除，只是在四個階段中污染物質(zhì)變成甲烷等氣體，使廢水中COD大幅度下降。同時在四個階段產(chǎn)生大量的堿度這與前三個階段產(chǎn)生的機酸相平衡，維持廢水中的PH穩(wěn)定，反應(yīng)的連續(xù)進行。

中試與工程應(yīng)注意的問題

    通過上述實驗室里理論的研究和推斷，采用厭氧反應(yīng)器處理城市污水完是可行的。在中試和工程設(shè)計中，我們應(yīng)該從上述分析角度出發(fā)，完善厭氧系統(tǒng)，以下措施是必要的：

1、在反應(yīng)器的形式上考慮推流式的活塞反應(yīng)器；
2、為了減少低濃度時，基質(zhì)傳質(zhì)速率（包括液相中的機物向菌膠團或顆粒污泥傳質(zhì)以及細(xì)胞壁外向細(xì)胞壁內(nèi)傳質(zhì)）對整個反應(yīng)速率的影響，在反應(yīng)器底部投加一定數(shù)量的活性炭作為載體是非常必要的，但考慮到沼氣和布水的影響，投加數(shù)量不宜過多，初步考慮為40g/L顆粒狀活性炭；
3、建議在反應(yīng)器的上部設(shè)置氣、水、固三相分離系統(tǒng)；
4、設(shè)置一套完善的出水回流系統(tǒng)，并可以調(diào)節(jié)回流量，用儀表顯示并控制；
5、出水設(shè)置MLSS濃度計加以監(jiān)測，隨時了解反應(yīng)器的污泥情況；
6、在反應(yīng)器的底部、中部、部設(shè)置堿度監(jiān)測系統(tǒng)，隨時監(jiān)測反應(yīng)器內(nèi)的生物反應(yīng)條件；
7、設(shè)置一套啟動用的營養(yǎng)物質(zhì)和微量元素添加系統(tǒng)是十分必要的；
8、設(shè)置溫度傳感器，了解原水水溫的變化對反應(yīng)器的沖擊影響；
9、進水設(shè)置流量傳感器和機物在線監(jiān)測儀器，并通過程序加以顯示到控制室中，隨時計算進水污泥負(fù)荷以及上升流速；
10、必要的預(yù)處理措施，比如除渣處理措施；
11、在北方的廢水處理系統(tǒng)，反應(yīng)器建議修建在室內(nèi)或采取嚴(yán)密的保溫措施；
12、其他必要的輔助系統(tǒng)，如消除泥水界面泥渣層的噴淋系統(tǒng)。
同樣，一套設(shè)計好的系統(tǒng)，沒按照反應(yīng)機理進行的啟動，是不能稱之為成功的系統(tǒng)的，在這里，根據(jù)一些工程實踐以及內(nèi)外一些報道，筆者對厭氧處理低濃度廢水時啟動提出一些參考性建議（針對生活污水）：
1、啟動時，先投加載體，在投加污泥，污泥的數(shù)量按照25KgMLVSS/m3池容計算，投加時的污泥必須通過篩網(wǎng)進行粗渣的清除（這一特點非常重要）；
2、由于原水具比較好的生化性，進水不需要馴化，但*次進水進滿池體后，停止進水，通過臨時配備的水下攪拌機進行池底強制攪拌，連續(xù)8個小時攪拌以上，停止攪拌靜止8個小時，通過排泥管排除池體高2米以上的污泥，再攪拌8個小時，這8個小時同時按照比例投加氮肥和磷肥，投加微量金屬元素，池內(nèi)液相中的COD；
3、24個小時后，開始按設(shè)計負(fù)荷進水并采取一定的出水回流，回流比根據(jù)反應(yīng)器的高度調(diào)整；（注意，出水帶出來的污泥不要回流）
4、24個小時后，減少回流比，出水不帶泥，如果出水繼續(xù)帶你就停止回流，并進行污泥回流，同時投加營養(yǎng)物質(zhì)；
5、連續(xù)這樣運行一個星期，隨時監(jiān)測各項出水指，以便正確反應(yīng)反應(yīng)器內(nèi)生物的反應(yīng)狀態(tài)
6、作一些鏡檢。

結(jié)論
    通過對厭氧微生物處理污水的機理研究得出，厭氧在常溫狀態(tài)下處理城市污水是可能的，我們在實際中由于種種非生物本身反應(yīng)的原因而錯過了利用厭氧處理城市污水的機會，并且在外已經(jīng)了成功的厭氧處理城市污水的情況，出水COD<40mg/l。完能滿足機物排放，如果加上簡短脫硝曝氣工藝（在去除了BOD后，只需要1.5H的時間就可以進行NH3-N到NO-N的轉(zhuǎn)化），就是一個非常適合中情的低濃度廢水處理工藝，但在設(shè)計中，應(yīng)詳細(xì)認(rèn)真的作出設(shè)計前的調(diào)查和設(shè)計后的啟動工作。

IC厭氧反應(yīng)器

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