養(yǎng)豬場IC厭氧反應(yīng)器

IC厭氧反應(yīng)器是一種高效的多級內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器，是第三代厭氧反應(yīng)器的典型代表。與前二代厭氧器相比、它具有占地面積少、容積負(fù)荷量高，布水均勻，抗沖擊能力強(qiáng)、性能更穩(wěn)定、操作更簡單的多種優(yōu)勢。

一、IC反應(yīng)器工作原理

IC反應(yīng)器構(gòu)造的特點(diǎn)是具有很大的高徑比，一般可達(dá)4-8，反應(yīng)器的高度達(dá)到20 m左右。按功能劃分，反應(yīng)器由下而上共分為5個(gè)區(qū)：混合區(qū)、第1厭氧區(qū)、第2厭氧區(qū)、沉淀區(qū)和氣液分離區(qū)。

混合區(qū)：反應(yīng)器底部進(jìn)水、顆粒污泥和氣液分離區(qū)回流的泥水混合物有效地在此區(qū)混合。

第1厭氧區(qū)：混合區(qū)形成的泥水混合物進(jìn)入該區(qū)，在高濃度污泥作用下，大部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣。混合液上升流和沼氣的劇烈擾動(dòng)使該反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥呈膨脹和流化狀態(tài)，加強(qiáng)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至頂部的氣液分離區(qū)。

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(jìn)水充分混合，實(shí)現(xiàn)了混合液的內(nèi)部循環(huán)。

第2厭氧區(qū)：經(jīng)第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(jìn)入第2厭氧區(qū)。該區(qū)污泥濃度較低，且廢水中大部分有機(jī)物已在第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)，對第2厭氧區(qū)的擾動(dòng)很小，這為污泥的停留提供了有利條件。

沉淀區(qū)：第2厭氧區(qū)的泥水混合物在沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離，上清液由出水管排走，沉淀的顆粒污泥返回第2厭氧區(qū)污泥床。

二、IC厭氧反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)

1、具有很高的容積負(fù)荷率

由于IC反應(yīng)器存在著內(nèi)循環(huán),反應(yīng)室有很高的升流速度，傳質(zhì)效果很好，污泥活性很高，因而其有機(jī)容積負(fù)荷率比普通UASB反應(yīng)器高許多，一般高出3倍以上。

2、節(jié)省基建投資和占地面積

由于IC反應(yīng)器的容積負(fù)荷率大大高于UASB反應(yīng)器，IC反應(yīng)器的有效體積僅為UASB反應(yīng)器的1/4～1/3，所以可顯著降低反應(yīng)器的基建投資。由于IC反應(yīng)器不僅體積小，而且有很大的高徑比，所以占地面積特別省，非常適用于占地面積緊張的廠礦企業(yè)。

3、靠沼氣提升實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)

IC反應(yīng)器是以自身產(chǎn)生的沼氣通過絕熱膨脹做功為動(dòng)力實(shí)現(xiàn)混合液的內(nèi)循環(huán)的，不必另設(shè)泵進(jìn)行強(qiáng)制內(nèi)循環(huán)，從而可節(jié)省能耗。

4、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)

由于IC反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了內(nèi)循環(huán)，循環(huán)流量與進(jìn)水在反應(yīng)室充分混合，使原廢水中的有害物質(zhì)得到充分稀釋，降低了有害程度，并可防止局部酸化發(fā)生，從而提高了反應(yīng)器的耐沖擊負(fù)荷的能力。

5、具有緩沖pH能力

內(nèi)循環(huán)流量相當(dāng)于級厭氧的出水回流量，可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度，對pH起緩沖作用，使反應(yīng)器內(nèi)的pH保持穩(wěn)定。

6、出水的穩(wěn)定性好于UASB

反應(yīng)器的一、二反應(yīng)室，相當(dāng)于上下兩個(gè)UASB反應(yīng)器，一般情況下，兩級厭氧處理比單級厭氧處理的穩(wěn)定性好，出水也較穩(wěn)定。

三、控制要點(diǎn)

1、污泥菌種

厭氧污泥中具有處理污染物能力的就是細(xì)菌等有機(jī)物質(zhì)，菌群的組成及菌種的成分決定了其顆粒強(qiáng)度、產(chǎn)甲烷活性及對污水的適應(yīng)能力。一般來說，厭氧顆粒污泥中有機(jī)物成分占70%左右，污泥外部菌種主要為絲菌，污泥內(nèi)部主要為桿菌、球菌等。

2、pH值

反應(yīng)器進(jìn)水pH值一般應(yīng)控制在6.5~7.5之間，過高或過低的pH值都會(huì)對工藝造成影響，主要體現(xiàn)在對厭氧菌（主要是產(chǎn)甲烷菌）活性的影響，包括：

a、影響菌體及酶系統(tǒng)的生理功能和活性。

b、影響環(huán)境的氧化還原電位。

c、影響基質(zhì)的活性，產(chǎn)甲烷菌的這些性質(zhì)功能遭到破壞后，處理COD的活性就會(huì)大大降低。

3、溫度

反應(yīng)器進(jìn)水溫度要求控制在35~38之間。因?yàn)楫a(chǎn)甲烷菌大多數(shù)都屬于中溫菌，在這個(gè)范圍內(nèi)，其處理效率是很高的。當(dāng)溫度高于40℃時(shí)，處理效率會(huì)急劇下降。

4、容積負(fù)荷

IC反應(yīng)器具有很高的容積負(fù)荷，一般為10~18 kgCOD/m³?d。短期內(nèi)進(jìn)水負(fù)荷的變化幅度不要過大，要讓厭氧菌有一定的適應(yīng)時(shí)間，應(yīng)逐步增加或降低負(fù)荷。

5、上升流速

IC反應(yīng)器的上升流速一般在4~8 m/h,當(dāng)污水的進(jìn)水COD值濃度較低時(shí)，需要提高流量來增加COD的負(fù)荷率。較高的上升流速會(huì)有助于顆粒污泥與有機(jī)物之間的傳質(zhì)過程，避免混合不均勻?qū)υO(shè)備的影響。

6、預(yù)酸化度

廢水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器之前要保持足夠的預(yù)酸化度，一般在30%~50%之間，是在40%左右。預(yù)酸化度高的情況下，VFA高，進(jìn)水pH值會(huì)降低，為調(diào)解pH值，會(huì)增高污水處理的運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)還會(huì)影響污泥的顆?；?。

7、有毒物質(zhì)

對厭氧顆粒污泥有抑制性作用的毒性物質(zhì)，主要是H₂S和亞硫酸鹽。H₂S的允許濃度為小于250 mg/L，否則可能會(huì)使大部分產(chǎn)甲烷菌降低50%的活性。亞硫酸鹽的毒性比H₂S更高，建議將亞硫酸鹽的濃度控制在150mg/L以下。