IC反應(yīng)器

簡(jiǎn)介

　　隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的日益重視，公司在廢水末端處理方面也進(jìn)行了大量的資金投入，如在造紙二部和板紙公司廢水厭氧處理技術(shù)的應(yīng)用足以證明。廢水的厭氧處理技術(shù)以其運(yùn)行成本低、節(jié)約能源、污泥易于處理等優(yōu)點(diǎn)在廢水處理中正發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。

　　UASB與IC在運(yùn)行上最大的差別表現(xiàn)在抗沖擊負(fù)荷方面，IC可以通過(guò)內(nèi)循環(huán)自動(dòng)稀釋進(jìn)水，有效保證了第一反應(yīng)室的進(jìn)水濃度的穩(wěn)定性。其次是它僅需要較短的停留時(shí)間，對(duì)可生化性好的廢水的確是優(yōu)點(diǎn)。大家同意因?yàn)镮C運(yùn)行穩(wěn)定，抗沖擊負(fù)荷效果好，容積負(fù)荷高，投資省等許多優(yōu)于UASB的優(yōu)點(diǎn)，是否就應(yīng)該因此而放棄再選有UASB了呢？

　　IC缺點(diǎn)尤其在污水可生化性不是太好的情況下，由于水力停留時(shí)間比較短去除率遠(yuǎn)沒(méi)有UASB高，增加了好氧的負(fù)擔(dān)。另外，IC由于氣體內(nèi)循環(huán)，特別是對(duì)進(jìn)水水質(zhì)不太穩(wěn)定的廠(chǎng)，導(dǎo)致IC出水水量極不穩(wěn)定，出水水質(zhì)也相對(duì)不穩(wěn)定，有時(shí)可能還會(huì)出現(xiàn)短暫不出水現(xiàn)象，對(duì)后序處理工藝是有影響的。UASB比IC突出優(yōu)點(diǎn)就是去除率高，出水水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定。但I(xiàn)C優(yōu)點(diǎn)還是很多的，特別是對(duì)于高SS進(jìn)水，比UASB有明顯優(yōu)勢(shì)，由于IC上升流速很大，SS不會(huì)在反應(yīng)器內(nèi)大量積累，污泥可以保持較高活性。對(duì)于有毒廢水也是如此！

　　IC運(yùn)行溫度的設(shè)計(jì)完全和UASB一樣，在調(diào)試運(yùn)行上和UASB區(qū)別不大，只是在剛進(jìn)水調(diào)試時(shí)盡可能采用水力負(fù)荷高些，然后逐步交互提升水力、有機(jī)負(fù)荷，盡可能在負(fù)荷提升過(guò)程中保證第一反應(yīng)室上升流速大于10m/小時(shí)，但最大水力負(fù)荷最好控制在20m/小時(shí)以下，這樣即保證第一反應(yīng)室污泥床的傳質(zhì)效果，也避免污泥流失．冬季進(jìn)水管道及反應(yīng)器最好保保溫，因?yàn)閰捬蹙鷮?duì)溫度波動(dòng)特敏感，對(duì)負(fù)荷波動(dòng)適應(yīng)要相對(duì)好的多．其實(shí)IC的調(diào)試比UASB要好調(diào)的多，能調(diào)試好UASB的，應(yīng)該調(diào)試好IC沒(méi)有太大問(wèn)題．不是應(yīng)為上升流速大，會(huì)不好控制而延長(zhǎng)調(diào)試周期．IC它對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求僅是相對(duì)穩(wěn)定就行，它要求高的上升流速僅是滿(mǎn)足第一反應(yīng)室污泥床處于膨化狀態(tài)，加大傳質(zhì)效果，IC的高度較高，你不必太擔(dān)心會(huì)有污泥流失，因?yàn)閮?nèi)部它有兩層三相分離，更何況第一反應(yīng)室產(chǎn)氣量較大，絕大部分沼氣被第一反應(yīng)室分離收集提升到頂部的氣水分離氣包進(jìn)行氣與泥水的分離．第二反應(yīng)室氣量少泥水更易分離沉降．若接種顆粒污泥基本一個(gè)月便可達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷是沒(méi)有問(wèn)題的，絮狀污泥可能需三到五個(gè)月．

工作原理

　　它相似由2層UASB反應(yīng)器串聯(lián)而成。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?；旌弦荷仙骱驼託獾膭×覕_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最下端的混合區(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(guò)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(guò)沼氣管導(dǎo)入氣液分離區(qū)，對(duì)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。

　　從IC反應(yīng)器工作原理中可見(jiàn)，反應(yīng)器通過(guò)2層三相分離器來(lái)實(shí)現(xiàn)SRT&gt；HRT，獲得高污泥濃度；通過(guò)大量沼氣和內(nèi)循環(huán)的劇烈擾動(dòng)，使泥水充分接觸，獲得良好的傳質(zhì)效果。

　　優(yōu)點(diǎn)

　　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)器更具有優(yōu)勢(shì)。

　?。?）容積負(fù)荷高：IC反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高，微生物量大，且存在內(nèi)循環(huán)，傳質(zhì)效果好，進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷可超過(guò)普通厭氧反應(yīng)器的3倍以上。

　?。?）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。

　?。?）抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)：處理低濃度廢水（COD=2000—3000mg/L）時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的2—3倍；處理高濃度廢水（COD=10000—15000mg/L）時(shí)，內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的10—20倍。大量的循環(huán)水和進(jìn)水充分混合，使原水中的有害物質(zhì)得到充分稀釋?zhuān)蟠蠼档土硕疚飳?duì)厭氧消化過(guò)程的影響。

　?。?）抗低溫能力強(qiáng)：溫度對(duì)厭氧消化的影響主要是對(duì)消化速率的影響。IC反應(yīng)器由于含有大量的微生物，溫度對(duì)厭氧消化的影響變得不再顯著和嚴(yán)重。通常IC反應(yīng)器厭氧消化可在常溫條件（20—25℃）下進(jìn)行，這樣減少了消化保溫的困難，節(jié)省了能量。

　?。?）具有緩沖pH值的能力：內(nèi)循環(huán)流量相當(dāng)于第1厭氧區(qū)的出水回流，可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度，對(duì)pH值起緩沖作用，使反應(yīng)器內(nèi)pH值保持最佳狀態(tài)，同時(shí)還可減少進(jìn)水的投堿量。

　?。?）內(nèi)部自動(dòng)循環(huán)，不必外加動(dòng)力：普通厭氧反應(yīng)器的回流是通過(guò)外部加壓實(shí)現(xiàn)的，而IC反應(yīng)器以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，不必設(shè)泵強(qiáng)制循環(huán)，節(jié)省了動(dòng)力消耗。

　?。?）出水穩(wěn)定性好：利用二級(jí)UASB串聯(lián)分級(jí)厭氧處理，可以補(bǔ)償厭氧過(guò)程中Ks高產(chǎn)生的不利影響。VanLier[6]在1994年證明，反應(yīng)器分級(jí)會(huì)降低出水VFA濃度，延長(zhǎng)生物停留時(shí)間，使反應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定。

　?。?）啟動(dòng)周期短：IC反應(yīng)器內(nèi)污泥活性高，生物增殖快，為反應(yīng)器快速啟動(dòng)提供有利條件。IC反應(yīng)器啟動(dòng)周期一般為1～2個(gè)月，而普通UASB啟動(dòng)周期長(zhǎng)達(dá)4～6個(gè)月。

　　（9）沼氣利用價(jià)值高：反應(yīng)器產(chǎn)生的生物氣純度高，CH4為70%～80%，CO2為20%～30%，其它有機(jī)物為1%～5%，可作為燃料加以利用IC反應(yīng)器當(dāng)前在造紙行業(yè)應(yīng)用較多的是用各類(lèi)廢紙作原料的造紙企業(yè)，處理的目的包括實(shí)現(xiàn)一般的達(dá)標(biāo)排放，通過(guò)治理后的廢水回用，從而達(dá)到節(jié)水和治污的雙重目的。

適用范圍

　　IC厭氧反應(yīng)器是一種高效的多級(jí)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器，為第三代厭氧反應(yīng)器的代表類(lèi)型(UASB為第二代厭氧反應(yīng)器的代表類(lèi)型)，與第二代厭氧反應(yīng)器相比，它具有占地少、有機(jī)負(fù)荷高、抗沖擊能力更強(qiáng)，性能更穩(wěn)定、操作管理更簡(jiǎn)單。當(dāng)COD為10000-15000mg/1時(shí)的高濃度有機(jī)廢水；第二代UASB反應(yīng)器一般容積負(fù)荷為5-8kgCOD/m3；第三代AIC厭氧反應(yīng)器容積負(fù)荷率可達(dá)15-30kgCOD/m3。IC厭氧反應(yīng)器適用于有機(jī)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。