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IC厭氧反應(yīng)器

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)器更具優(yōu)點(diǎn)。

中試與工程應(yīng)注意的問題
    通過上述實(shí)驗(yàn)室里理論的研究和推斷，采用強(qiáng)效厭氧反應(yīng)器處理城市污水完是可行的。在中試和工程設(shè)計(jì)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(shí)，基質(zhì)傳質(zhì)速率（包括液相中的機(jī)物向菌膠團(tuán)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(duì)整個(gè)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、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(jì)加以監(jiān)測(cè)，隨時(shí)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(cè)系統(tǒng)，隨時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)器內(nèi)的生物反應(yīng)條件；
7、設(shè)置一套啟動(dòng)用的營(yíng)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(duì)反應(yīng)器的沖擊影響；
9、進(jìn)水設(shè)置流量傳感器和機(jī)物在線監(jiān)測(cè)儀器，并通過程序加以顯示到控制室中，隨時(shí)計(jì)算進(jìn)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)。

   （1）容積負(fù)荷高：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)效果好，進(jìn)水機(jī)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：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，使原水中的害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低了毒物對(duì)厭氧消化過程的影響。
   （4）抗低溫：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)器由于含大量的微生物，溫度對(duì)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(jìn)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(duì)pH值起緩沖，使反應(yīng)器內(nèi)pH值保持好的狀態(tài)，同時(shí)還可減少進(jìn)水的投堿量。
   （6）內(nèi)部自動(dòng)循環(huán)，不必外加動(dòng)力：普通厭氧反應(yīng)器的回流是通過外部加壓實(shí)現(xiàn)的，而IC 反應(yīng)器以自身產(chǎn)生的沼作為提升的動(dòng)力來實(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。
   （7）性好：利用二級(jí)UASB串聯(lián)分級(jí)厭氧處理，可以補(bǔ)償厭氧過程中K s高產(chǎn)生的不利影響。Van Lier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。
   （8）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）沼利用價(jià)值高：反應(yīng)器產(chǎn)生的生物純，CH4為70%～80%，CO2為20%～30%，其它機(jī)物為1%～5%，可作為燃料加以利用

污水IC厭氧反應(yīng)器工作原理

   廢水好氧生物處理方法的實(shí)質(zhì)是利用電能的消耗來達(dá)到改善廢水水質(zhì)的一種技術(shù)措施，因此能、低能耗的厭氧廢水處理技術(shù)在近代廢水處理技術(shù)中得到了的，厭氧生物處理法了較大的發(fā)展。厭氧消化工藝由普通厭氧消化法演變發(fā)展為厭氧接觸法（厭氧活性污泥法）、生物濾池法、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）、厭氧流化床、復(fù)合厭氧法等，其中普通消化池法、厭氧接觸法等為*代厭氧反應(yīng)器，生物濾池法、UASB、厭氧流化床等為二代厭氧反應(yīng)器，隨著厭氧技術(shù)的發(fā)展，由UASB衍生的EGSB和IC（內(nèi)循環(huán)）厭氧反應(yīng)器為三代厭氧反應(yīng)器。EGSB相當(dāng)于把UASB反應(yīng)器的厭氧顆粒污泥處于流化狀態(tài)，而IC反應(yīng)器則是把兩個(gè)UASB反應(yīng)器上下疊加，利用污泥床產(chǎn)生的沼作為動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)混合液的循環(huán)。

IC厭氧反應(yīng)器工作過程

通過以下的對(duì)IC厭氧反應(yīng)器的描述，您可以很清楚的了解到其所具的優(yōu)點(diǎn)的基本原理。

一般可以理解為IC是由上、下兩個(gè)UASB組成兩個(gè)反應(yīng)室，下反應(yīng)室負(fù)荷高，上反應(yīng)室負(fù)荷低，在反應(yīng)器內(nèi)部，對(duì)應(yīng)分為三個(gè)反應(yīng)區(qū)。

高負(fù)荷區(qū)

借助于本的殊的多旋流式防堵塞的布水系統(tǒng)，高濃度的機(jī)廢水均勻進(jìn)入反應(yīng)器底部，完成與反應(yīng)器內(nèi)污泥的充分混合，由于內(nèi)循環(huán)、高的水力負(fù)荷和產(chǎn)的攪動(dòng)，導(dǎo)致反應(yīng)器底部的污泥膨脹狀態(tài)良好，使廢水與污泥能夠充分接觸，如此良好的傳質(zhì)和較高的污泥活性才了IC反應(yīng)器具較高的機(jī)負(fù)荷。

低負(fù)荷區(qū)

低負(fù)荷區(qū)也是精處理區(qū)，在這個(gè)反應(yīng)區(qū)內(nèi)水力負(fù)荷和污泥負(fù)荷較低，產(chǎn)量少，產(chǎn)攪動(dòng)小，因此可以效的對(duì)廢水中的機(jī)物進(jìn)行再處理。

沉降區(qū)

IC反應(yīng)器部為污泥沉降區(qū)，機(jī)物已基本去除的廢水中的少量懸浮物在本區(qū)內(nèi)進(jìn)一步進(jìn)行沉降，IC出水水質(zhì)達(dá)到規(guī)定要求。

廢水通過布水系統(tǒng)進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器的下部高負(fù)荷區(qū)，與顆粒污泥進(jìn)行充分的混合和傳質(zhì)，將廢水中大部分的機(jī)物分解，產(chǎn)生大量的沼。沼通過下三相分離器時(shí)，由于沼的提升，沼連同一部分混合液被提升到罐部的液分離器，沼在液分離器里被分離出來，分離后的混合液再通過回流管回流到罐的底部，與進(jìn)入IC厭氧反應(yīng)器的進(jìn)水混合，形成了厭氧罐自身的內(nèi)循環(huán)。

廢水通過下三相分離器后進(jìn)入上部低負(fù)荷區(qū)（精處理區(qū)），進(jìn)一步降解廢水中的機(jī)物，混合液通過上部的三相分離器時(shí)進(jìn)行顆粒污泥、水、沼的分離，沼通過沼管道出，污泥則回流到厭罐底部保持生物量，而沉淀后的水通過出水堰進(jìn)入后續(xù)構(gòu)筑物。

使用領(lǐng)域：于屠宰廢水，牛、豬、雞等養(yǎng)殖場(chǎng)中畜禽糞便的處理和沼、發(fā)電工程；城市生活污泥等SS較多的高濃度機(jī)廢水處理工程

一般來說，廢水中復(fù)雜機(jī)物物料比較多，通過厭氧分解分四個(gè)階段加以降解：

（1）水解階段：高分子機(jī)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。廢水中特例的機(jī)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(jìn)入到細(xì)胞的體內(nèi)進(jìn)行下一步的分解。

（2）酸化階段：上述的小分子機(jī)物進(jìn)入到細(xì)胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡(jiǎn)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(shí)還部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫、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(jìn)一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫以及新的細(xì)胞物質(zhì)。

（4）產(chǎn)甲烷階段：在這一階段，乙酸、氫、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(gè)厭氧過程為重要的階段和整個(gè)厭氧反應(yīng)過程的限速階段。

再上述四個(gè)階段中，人認(rèn)為二個(gè)階段和三個(gè)階段可以分為一個(gè)階段，在這兩個(gè)階段的反應(yīng)是在同一類細(xì)菌體類完成的。前三個(gè)階段的反應(yīng)速度很快，如果用莫諾方程來模擬前三個(gè)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(dá)到5KgCOD/KgMLSS.d。而四個(gè)反應(yīng)階段通常很慢，同時(shí)也是為重要的反應(yīng)過程，在前面幾個(gè)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(gè)階段中污染物質(zhì)變成甲烷等體，使廢水中COD大幅度下降。同時(shí)在四個(gè)階段產(chǎn)生大量的堿度這與前三個(gè)階段產(chǎn)生的機(jī)酸相平衡，維持廢水中的PH穩(wěn)定，反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行。

三 水解反應(yīng)

水解可定義為復(fù)雜的非溶解性的聚合物被轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的溶解性單體和二聚體的過程。水解反應(yīng)針對(duì)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(zhì)素、大分子纖維素就很難水解。

水解速度的可由以下動(dòng)力學(xué)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(shí)間（d）。

IC厭氧反應(yīng)器

IC厭氧反應(yīng)器安操作規(guī)程

1、厭氧反應(yīng)器控制因素

（1）溫度

中溫厭氧消化的zui適宜的溫度范圍為35-39℃，范圍為37-38℃。

    溫度波動(dòng)：≤2℃/d（ ≤1℃/h）

（2）pH

正常情況下進(jìn)水pH在6.5以上 ，出水6.8-7.2。

（3）VFA

正常情況下IC厭氧反應(yīng)內(nèi)VFA≤400mg/l（ 以乙酸計(jì)），良好的反應(yīng)器VFA≤300mg/l

（4）產(chǎn)量

正常情況下，良好的IC厭氧反應(yīng)器取出1kg COD能夠產(chǎn)生0.2-0.4m³沼。

（5）ＨＣO3－ 堿度

     此指標(biāo)高于600-1000mg/l時(shí)，說明該反應(yīng)器具很好的pH緩沖能力。

（6）毒物質(zhì)

包括毒機(jī)物、重金屬離子、鹽類和一些陰離子等。對(duì)機(jī)物來說，帶醛基、雙鍵、氯取代基、苯環(huán)等結(jié)構(gòu)，往往具抑制性。

毒物質(zhì)的zui高容許濃度與處理系統(tǒng)的方式、污泥馴化程度、廢水性、操作控制條件等因素關(guān)。

2、操作要求：

（1）IC罐溫度波動(dòng)不應(yīng)過大，一小時(shí)內(nèi)溫度波動(dòng)不應(yīng)過1℃，一天內(nèi)溫度波動(dòng)不應(yīng)過2℃；

（2）根據(jù)廢水的CODcr及時(shí)調(diào)整廢水進(jìn)水量，以IC進(jìn)水CODcr在要求的范圍內(nèi)；根據(jù)進(jìn)水VFA及時(shí)調(diào)整廢糖水的酸化時(shí)間，以IC進(jìn)水的VFA在要求的范圍內(nèi)；

（3）操作人員要經(jīng)常檢查布水器水管是否堵塞，如堵塞要及時(shí)疏通處理。經(jīng)常察看出水是否正常（出水是否發(fā)黑、是否帶泥、是否異味、是否沼泄露等）

（4）不定期取樣觀察不同高度的顆粒污泥的變化情況。

（5）不定期測(cè)量不同高度及出水的污泥VSS，從而效掌握反應(yīng)器的活性污泥量。

（6）操作人員經(jīng)常檢查沼水封的水位情況，一般要控制水位在水封視鏡附近位置，如過試鏡要及時(shí)水；

（7）操作人員做好巡回檢查，確保厭氧罐進(jìn)水流量達(dá)到規(guī)定流量，并認(rèn)真填記錄。

（8）化驗(yàn)人員定期檢測(cè)出水各項(xiàng)指標(biāo)并做好記錄，如異常要及時(shí)反饋。

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