松原市IC厭氧反應器

　　IC厭氧反應器是厭氧反應器，即內(nèi)循環(huán)厭氧反應器，相似由2層UASB反應器串聯(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 反應器當前在造紙行業(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 水口的接觸面上設密封墊;下端為弧形的隔板從罐蓋的 扁孔垂直插入罐內(nèi)至下部。

　　IC厭氧反應器的水封罐可以隔絕空，可以維持厭氧反應器的壓力，可以起阻火器的，還可以一定的沼凈化效果。

　　IC厭氧反應器水封罐工作原理如下：密閉罐中原油沉降分離后的含硫化氫天然通過水封罐管道進入水封罐的底部，通過底部篩管分散流后進入水域空間，含硫化氫天然從水域底部上升后聚集在水封罐的液體上部空間，當體不斷由液體中分離出來，在上部空間聚集形成一定壓力后，由水封罐部出口管線出燃燒。當發(fā)生回火時，水域成為含硫化氫天然流程的隔斷部分，能夠效的保護罐，同時天然通過水域空間時，一部分凝液被降溫分離，在水域上部形成凝析液層，減緩了阻火器的堵塞情況。

　　隨著對的日益重視，在廢水末端處理方面也進行了大量的資金投入，如在造紙二部和板紙廢水厭氧處理技術的足以證明。廢水的厭氧處理技術以其低、、污泥易于處理等優(yōu)點在廢水處理中正發(fā)揮著越來越大的。

　　UASB與IC在上大的差別表現(xiàn)在抗沖擊負荷方面，IC可以通過內(nèi)循環(huán)自動稀釋進水，效了一反應室的進水濃度的穩(wěn)定性。其次氯酸鈉是它僅需要較短的停留時間，對可生化性好的廢水的確是優(yōu)點。大家同意因為IC，抗沖擊負荷，容積負荷高，投資省等許多優(yōu)于UASB的優(yōu)點，是否就應該因此而放棄再選用UASB了呢?

　　IC缺點尤其在污水可生化性不是太好的情況下，由于水力停留時間比較短去除率遠沒UASB高，增加了耗氧的負擔。另外，IC由于體內(nèi)循環(huán)，別是對進水水質不太穩(wěn)定的，導致IC出水水量不穩(wěn)定，出水水質也相對不穩(wěn)定，時可能還會出現(xiàn)短暫不出水現(xiàn)象，對后序處理工藝是影響的。UASB比IC突出優(yōu)點就是去除率高，出水水質相對穩(wěn)定。但IC優(yōu)點還是很多的，別是對于高SS進水，比UASB明顯優(yōu)點，由于IC上升流速很大，SS不會在反應器內(nèi)大量積累，污泥可以保持較高活性。對于毒廢水也是如此!

　　IC溫度的設計完和UASB一樣，在調試上和UASB區(qū)別不大，只是在剛進水調試時盡可能采用水力負荷高些，然后逐步交互提升水力、機負荷，盡可能在負荷提升過程中一反應室上升流速大于10m/小時，但大水力負荷應控制在20m/小時以下，這樣即一反應室污泥床的傳質效果，也避免污泥流失.冬季進水管道及反應器要保溫，因為厭氧菌對溫度波動敏感，對負荷波動適應要相對好的多.其實IC的調試比UASB要好調的多，能調試好UASB的，應該調試好IC沒太大問題.不是因為上升流速大，會不好控制而延長調試周期.IC它對進水水質的要求僅是相對穩(wěn)定就行，它要求高的上升流速僅是滿足一反應室污泥床處于膨化狀態(tài)，加大傳質效果，IC的高度較高，你不必太擔心會污泥流失，因為內(nèi)部它兩層三相分離，更何況一反應室產(chǎn)量較大，絕大部分沼被一反應室分離收集提升到部的水分離包進行與泥水的分離.二反應室量少泥水更易分離沉降.若接種顆粒污泥基本一個月便可達到設計負荷是沒問題的，絮狀污泥可能需三到五個月.

松原市IC厭氧反應器

　　工作原理

　　它相似由2層UASB反應器串聯(lián)而成。按功能劃分，反應器由下而上共分為5個區(qū)：混合區(qū)、1厭氧區(qū)、2厭氧區(qū)、沉淀區(qū)和液分離區(qū)。

　　混合區(qū)：反應器底部進水、顆粒污泥和液分離區(qū)回流的泥水混合物效地在此區(qū)混合。

　　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，大部分機物轉化為沼。混合液上升流和沼的劇烈擾動使該反應區(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。隨著沼產(chǎn)量的增多，一部分泥水混合物被沼提升至部的液分離區(qū)。

　　液分離區(qū)：被提升的混合物中的沼在此與泥水分離并導出處理，泥水混合物則沿著回流管返回到下端的混合區(qū)，與反應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)。

　　2厭氧區(qū)：經(jīng)1厭氧區(qū)處理后的廢水，除一部分被沼提升外，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，因此沼產(chǎn)生量較少。沼通過沼管導入液分離區(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。

　　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，上清液由出水管走，沉淀的顆粒污泥返回2厭氧區(qū)污泥床。

　　從IC反應器工作原理中可見，反應器通過2層三相分離器來實現(xiàn)SRT>HRT，獲得高污泥濃度;通過大量沼和內(nèi)循環(huán)的劇烈擾動，使泥水充分接觸，獲得良好的傳質效果。

　　優(yōu)點

　　IC 反應器的構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器更具優(yōu)點。

　　(1)容積負荷高：IC反應器內(nèi)污泥濃，微生物量大，且存在內(nèi)循環(huán)，傳質，進水機負荷可超過普通厭氧反應器的3倍以上。

　　(2)節(jié)省投資和占地面積：IC 反應器容積負荷率高出普通UASB 反應器3倍左右，其體積相當于普通反應器的1/4—1/3 左右，大大降低了反應器的基建投資;而且IC反應器高徑比很大(一般為4—8)，所以占地面積少。

　　(3)抗沖擊負荷能力強：處理低濃度廢水(COD=2000—0mg/L)時，反應器內(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重。通常IC反應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)流量相當于1 厭氧區(qū)的出水回流，可利用COD轉化的堿度，對pH值起緩沖，使反應器內(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：普通厭氧反應器的回流是通過外部加壓實現(xiàn)的，而IC 反應器以自身產(chǎn)生的沼作為提升的動力來實現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，不必設泵強制循環(huán)，節(jié)省了動力消耗。

　　(7)性好：利用二級UASB串聯(lián)分級厭氧處理，可以補償厭氧過程中K s高產(chǎn)生的不利影響。Van Lier在1994年證明，反應器分級會降低出水VFA濃度，延長生物停留時間，使反應進行穩(wěn)定。

　　(8)啟動周期短：IC反應器內(nèi)污泥活性高，生物增殖快，為反應器快速啟動提供利條件。IC反應器啟動周期一般為1～2個月，而普通UASB啟動周期長達4～6個月。

　　(9)沼利用價值高：反應器產(chǎn)生的生物純，CH4為70%～80%，CO2為20%～30%，其它機物為1%～5%，可作為燃料加以利用

　　適用范圍

　　IC厭氧反應器是一種的反應器，為三代厭氧反應器的代表類型(UASB為二代厭氧反應器的代表類型)，與二代厭氧反應器相比，它具占地少、機負荷高、抗沖擊能力更強，性能更穩(wěn)定、操作管理更簡單。當COD為10000-15000mg/1時的高濃度機廢水;二代UASB反應器一般容積負荷為5-8kgCOD/m3;三代AIC厭氧反應器容積負荷率可達15-30kgCOD/m3。IC厭氧反應器適用于機高濃度廢水，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。

　　水解反應

　　水解可定義為復雜的非溶解性的聚合物被轉化成簡單的溶解性單體和二聚體的過程。水解反應針對不同的廢水類型差別很大，這要取決于胞外酶能否效的接觸到底物。因此，大的顆粒比小顆粒底物要難降解很多，比如造紙廢水、印染廢水和制藥廢水的木質素、大分子纖維素就很難水解。

　　水解速度的可由以下動力學方程加以描述：

　　ρ=ρo/(1+Kh.T)

　　ρ ——可降解的非溶解性底物濃度(g/l);

　　ρo———非溶解性底物的初始濃度(g/l);

　　Kh——水解常數(shù)(d-1);

　　T——停留時間(d)。

　　具體思想如下：

　　1、假定條件：a、厭氧處理該污水過程中主要受溫度、傳質速率、基質濃度以及微量元素的影響;b、微量元素可以通過外界條件的干預給予補充;c、反應器為一體化反應器;d、產(chǎn)甲烷單元反應也近似遵循莫諾方程。

　　2、模型總體方程

　　Kst-溫度響應半反應速率常數(shù) mg/l

　　Ksv-傳質速率半反應速率常數(shù) mg/l

　　K-修正系數(shù)

　　在上式中，Kst針對不同的廢水是可以確定的，Ksv對不同的反應器差別比較大，我們可以通過外界干預給以降低到一固定值偏差不大的范圍內(nèi)，比如通過強制攪拌或是提高反應器的高徑比，出水回流都是比較好的解決辦法。

　　通過眾多的工程實例以及文獻報道，初步確定Kst在15攝氏度時針對生活污水值為3200mg/l左右。Ksv在攪拌足夠的情況下15攝氏度時針對生活污水值為532mg/l。K值在重慶地區(qū)可以取0.85，μmax按照碳水化合物可取5KgCOD/KgMLSS.d，這樣針對進水濃度為mg/l的生活污水大反應速率為：

　　μ1=5KgCOD/KgMLSS.d×(/(3200+))×(/(532+))×0.85

　　=0.132 KgCOD/KgMLSS.d

　　在一體式反應器中由于出水濃度很低，導致總體反應速率降低，但對于幾種厭氧反應器(包括UASB、EGSB、IC內(nèi)循環(huán)反應器、流化床、上流式厭氧生物濾池)可以假設其為推流式厭氧反應器，濃度隨反應器高度的增加均勻的減少，即反應器中的濃度分布與高度成反比。這樣我們可以通過設定的出水濃度計算一個反應器低反應速率，后取平均值就得到整個反應器的平均反應速率。

　　同樣根據(jù)前面的莫諾模型，得出出水COD=80mg/l的厭氧反應速率：

　　μ2=5KgCOD/KgMLSS.d×(80/(3200+80))×(80/(532+80))×0.85

　　=0.014 KgCOD/KgMLSS.d

　　所以反應器的平均反應速率為

　　μ=(μ1+μ2)/2=0.073 KgCOD/KgMLSS.d

　　如果我們能夠在反應器內(nèi)保持穩(wěn)定的污泥濃度為20KgMLSS/m3，則整個反應器的容積反應速率為FV=0.073 KgCOD/KgMLSS.d×20KgMLSS/m3

　　=1.46 KgCOD/m3.d

　　在實際反應器的設計時，需要考慮污泥、體、液體分離的容積，反應部分容積只占整個反應器容積的40%，這樣實際整個反應器設計平均負荷變?yōu)椋?/span>

　　FV‘=1.46 KgCOD/m3.d×0.4=0.99 KgCOD/m3.d

　　核算停留時間為：HRT=7.5h

　　中試與工程應注意的問題

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

　　1、在反應器的形式上考慮推流式的活塞反應器;

　　2、為了減少低濃度時，基質傳質速率(包括液相中的機物向菌膠團或顆粒污泥傳質以及細胞壁外向細胞壁內(nèi)傳質)對整個反應速率的影響，在反應器底部投加一定數(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、建議在反應器的上部設置、水、固三相分離;

　　4、設置一套完善的出水回流，并可以調節(jié)回流量，用儀表顯示并控制;

　　5、出水設置MLSS濃度計加以監(jiān)測，隨時了解反應器的污泥情況;

　　6、在反應器的底部、中部、部設置堿度監(jiān)測，隨時監(jiān)測反應器內(nèi)的生物反應條件;

　　7、設置一套啟動用的營養(yǎng)物質和微量元素添加是十分必要的;

　　8、設置溫度傳感器，了解原水水溫的變化對反應器的沖擊影響;

　　9、進水設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荷以及上升流速;

　　10、必要的預處理措施，比如除渣處理措施;

　　11、在北方的廢水處理，反應器建議修建在室內(nèi)或采取嚴密的保溫措施;

　　12、其他必要的輔助，如消除泥水界面泥渣層的噴淋。

　　同樣，一套設計好的，沒按照反應機理進行的啟動，是不能稱之為成功的的，在這里，根據(jù)一些工程實踐以及外一些報道，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，但一次進水進滿池體后，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，通過泥管除池體標高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，開始按設計負荷進水并采取一定的出水回流，回流比根據(jù)反應器的高度調整;(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;

　　5、連續(xù)這樣一個星期，隨時監(jiān)測各項出水指標，以便正確反應反應器內(nèi)生物的反應狀態(tài)

　　6、作一些鏡檢。