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工藝*IC厭氧反應(yīng)器設(shè)備

一、構(gòu)造原理

（一）構(gòu)造原理。IC 反應(yīng)器高度可達(dá)16～25m，高徑比一般

為4～8，由混合區(qū)、顆粒污泥膨脹床區(qū)、精處

理區(qū)、內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)和出水區(qū)5 個(gè)基本部分組成。

核心部分是內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，由一級(jí)三相分離器、

沼提升管、液分離器和泥水下降管等組成。

經(jīng)pH 值、溫度調(diào)節(jié)及預(yù)酸化處理后的廢水，

入反應(yīng)器底部的混合區(qū)與厭氧顆粒污泥充

分混合后，進(jìn)入顆粒污泥膨脹床區(qū)進(jìn)行生化降

解，該處理區(qū)容積負(fù)荷很高，大部分COD 在此

處被降解，產(chǎn)生的沼由一級(jí)三相分離器收集。

IC 反應(yīng)器構(gòu)造原理圖

1.液分離器2.集管3.二級(jí)三相分離器4.沼提升管5.

論內(nèi)循環(huán)(IC)厭氧反應(yīng)器的設(shè)計(jì)工藝思想

一級(jí)三相分離器6.泥水下降管7.進(jìn)水8.出水區(qū)9.精處理區(qū)10.

顆粒污泥膨脹床區(qū)11.混合區(qū)

沼泡在形成過程中會(huì)對液體做膨脹功產(chǎn)生提，使

得沼、污泥和水的混合液沿沼提升管上升至反應(yīng)器部的

液分離器。沼與泥水分離被導(dǎo)出處理系統(tǒng)，泥水混合物沿著泥

水下降管進(jìn)入反應(yīng)器底部的污泥膨脹床區(qū)，形成內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)。經(jīng)

顆粒污泥膨脹床區(qū)處理后的污水一部分參與內(nèi)循環(huán)，另一部分進(jìn)

入精處理區(qū)進(jìn)行剩余COD 的降解，提高并了出水水質(zhì)。由于

大部分COD 已被降解，所以精處理區(qū)的COD負(fù)荷較低， 產(chǎn)量也

小。產(chǎn)生的沼由二級(jí)三相分離器收集，通過集管進(jìn)入液分

離器被導(dǎo)出處理系統(tǒng)。泥水經(jīng)二級(jí)三相分離器后，上清液由

出水區(qū)走，顆粒污泥返回精處理區(qū)。

IC反應(yīng)器從功能上講由四個(gè)不同的功能部分組成：

1、混合區(qū)：由反應(yīng)器的底部進(jìn)入的污水與顆粒污泥和內(nèi)部體循環(huán)所帶回的出水效地混合，使進(jìn)水得到效地稀釋和均化。
2、污泥膨脹床部分：由包含高濃度的顆粒污泥膨脹床所構(gòu)成。床的膨脹或流化是由于進(jìn)水的上升流速、回流和產(chǎn)生的沼所造成。廢水和污泥之間效地接觸使得污泥具高的活性，可獲得高的機(jī)負(fù)荷和。
3、精處理部分：在這一區(qū)域內(nèi)，由于低的污泥負(fù)荷率，相對長的水力停留時(shí)間和推流的流態(tài)性，產(chǎn)生了效的后處理。另外由于沼產(chǎn)生的擾動(dòng)在精處理部分較低，使得生物可降解COD幾乎部去除。雖然與UASB反應(yīng)器條件相比，反應(yīng)器的負(fù)荷率較高，但因內(nèi)部循環(huán)流體不經(jīng)過這一區(qū)域，因此在精處理區(qū)的上升流速也較低，這兩點(diǎn)為固體停留提供了條件。
4、回流系統(tǒng)：內(nèi)部的回流是利用提原理，因?yàn)樵谏喜亢拖聦拥氖议g存在著壓力差?；亓鞯谋壤怯僧a(chǎn)其量所決定的。
由IC反應(yīng)器構(gòu)造原理進(jìn)水

（1）用泵由反應(yīng)器底部進(jìn)入*反應(yīng)室，與該室內(nèi)的厭氧顆粒污泥均勻混合。廢水中的大部分機(jī)物在這里被轉(zhuǎn)化為沼，所產(chǎn)生的沼被*厭氧反應(yīng)室的集罩

（2）收集，沼將沿著提升管

（3）上升。沼上升的同時(shí)，把*反應(yīng)室的混合液提升至設(shè)在反應(yīng)器部上的液分離器

（4）被分離出的沼由液分離器部的沼管

（5）走。分離出的泥水混合液將沿著回流管

（6）回到*反應(yīng)室的底部，并于底部的顆粒污泥進(jìn)行充分混合，實(shí)現(xiàn)了*反應(yīng)室混合液的內(nèi)部循環(huán)。

（7）收集，通過集管

（8）進(jìn)入液分離器二反應(yīng)室的泥水混合液進(jìn)入沉淀區(qū)

（9）進(jìn)行固液分離，處理過的上清液由出水管

（10）走，沉淀下來的污泥自動(dòng)返回二反應(yīng)室。這樣，廢水就完成了在IC反應(yīng)器內(nèi)處理的過程。

優(yōu)點(diǎn)：

   CSTR工藝可以處理高懸浮固體含量的原料，消化器內(nèi)物料均勻分布，避免了分層狀態(tài)，增加了物料和微生物接觸的機(jī)會(huì)。利用機(jī)械攪拌系統(tǒng)，使得液面上的機(jī)懸浮物循環(huán)到反應(yīng)器的下部，逐漸完反應(yīng)，避免了反應(yīng)器液面上的“結(jié)蓋現(xiàn)象”。利用產(chǎn)生沼發(fā)電余熱對反應(yīng)器外部的保溫加熱系統(tǒng)進(jìn)行保溫，大大提高了產(chǎn)率和投資利用率，同時(shí)使得反應(yīng)器一年四季均可正常工作。該工藝占地少、成本低，是目前上的厭氧反應(yīng)器之一。

使用領(lǐng)域：于屠宰廢水，牛、豬、雞等養(yǎng)殖場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

啟動(dòng)的要點(diǎn)

   ①啟動(dòng)一定要逐步進(jìn)行，留充裕的時(shí)間，并不能期望很短時(shí)間進(jìn)入加料達(dá)到厭氧降解的目標(biāo) 。因?yàn)閱?dòng)實(shí)際上是使菌從休眠狀態(tài)恢復(fù)，即活化的過程。啟動(dòng)中菌、馴化、增殖過程都在進(jìn)行，原厭氧污泥中濃度較低的甲烷菌的增長速度相對于產(chǎn)酸菌要慢的多。因此，這時(shí)負(fù)荷一般不能高，時(shí)間不能短，每次進(jìn)料要少，間隔時(shí)間要長。

   ②混合進(jìn)液濃度一定要控制在較低水平，一般COD濃度為1000-5000mg/L，當(dāng)過5000mg/L，應(yīng)進(jìn)行出水循環(huán)和加水稀釋至要求。

   ③若混合液中亞硫酸鹽濃度大于200mg/L時(shí)，則亦應(yīng)稀釋至100mg/L以下才能進(jìn)液。

   ④負(fù)荷增加操作方式：啟動(dòng)初期容積負(fù)荷可從0.2-0.5kgCOD/m3?d開始，當(dāng)生物降解能力達(dá)到80%以上時(shí)，再逐步加大。若低負(fù)荷進(jìn)料，厭氧過程仍不正常COD不能消化，則進(jìn)料間斷時(shí)間應(yīng)延長24h或2-3d，檢查消化降解的主要指標(biāo)測量VFA濃度，啟動(dòng)階段VFA應(yīng)保持在3mmoL/L以下。

   ⑤當(dāng)容積負(fù)荷走到2.0kgCOD/m3?d后，每次進(jìn)料負(fù)荷可增大，但不過20%，只當(dāng)進(jìn)料增大，而VFA濃度且維持不變，或仍維持在﹤3mmoL/L水平時(shí)，進(jìn)料量才能不斷增大進(jìn)液間隔才能不斷減少。

   IC厭氧反應(yīng)器是繼UASB、EGSB之后的一種厭氧反應(yīng)器。它通過上下兩層集罩把反應(yīng)器分為上下兩個(gè)室，兩個(gè)室通過內(nèi)循環(huán)裝置組合在一起。

   進(jìn)入IC厭氧反器的機(jī)物大部分在下反應(yīng)室被消化，所產(chǎn)生的沼被下層集罩阻隔收集進(jìn)入提升管，由于提升管內(nèi)外液體存在密度差，促使發(fā)酵液不斷被提升至液分離器，分離沼后又回流到下反應(yīng)室，形成了發(fā)酵液的連續(xù)循環(huán)。

   鑒于內(nèi)循環(huán)發(fā)生在下反應(yīng)室，故下反應(yīng)室較高的水力負(fù)荷，高水力負(fù)荷和高產(chǎn)負(fù)荷使污泥與機(jī)物充分混合，使污泥處于充分的膨脹狀態(tài)，傳質(zhì)速率高，大大提高了厭氧消化速率和機(jī)負(fù)荷。

   上反應(yīng)室是反應(yīng)器的低負(fù)荷區(qū)，它只是消化下反應(yīng)室少量來不及消化的機(jī)物，沼產(chǎn)量少。產(chǎn)負(fù)荷低，內(nèi)循環(huán)不進(jìn)入上反應(yīng)室，上反應(yīng)室較低的產(chǎn)負(fù)荷和較低的水力負(fù)荷利于污泥的沉降和滯留，從而能維持反應(yīng)器內(nèi)較高的污泥濃度。

  由于厭氧消化速率取決于污泥濃度和傳質(zhì)速率，影響傳質(zhì)的因素是產(chǎn)負(fù)荷和水力負(fù)荷，它們一方面是強(qiáng)化傳質(zhì)的重要因素，又是造成污泥流失的根本原因，而IC厭氧應(yīng)器由于了內(nèi)循環(huán)裝置，改變了產(chǎn)負(fù)荷與水力負(fù)荷的方向，在高負(fù)荷下能避免污泥的流失，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了“高負(fù)荷與污泥流失相分離”，從而使IC厭氧反器具比UASB、EGSB更高的機(jī)負(fù)荷

工藝*IC厭氧反應(yīng)器設(shè)備

UASB反應(yīng)器的詳細(xì)設(shè)計(jì)

1) 反應(yīng)器的體積和高度

    采用水力停留時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，體積(V)按公式(1)或(2)計(jì)算。反應(yīng)器高度的原則是設(shè)計(jì)、和上綜合考慮的結(jié)果。從設(shè)計(jì)、方面考慮：高度會(huì)影響上升流速，高流速增加系統(tǒng)擾動(dòng)和污泥與進(jìn)水之間的接觸。但流速過高會(huì)引起污泥流失，為保持足夠多的污泥，上升流速不能過一定的限值，從而使反應(yīng)器的高度受到限制；高度與CO2溶解度關(guān)，反應(yīng)器越高溶解的CO2濃度越高，因此，pH值越低。如pH值低于值，會(huì)危害系統(tǒng)的效率。

    從上考慮: 土方工程隨池深增加而增加，但占地面積則相反；考慮當(dāng)?shù)氐暮蚝偷匦螚l件，一般將反應(yīng)器建造在半地下減少建筑和保溫。較的反應(yīng)器高度(深度)一般是在4到6m之間，并且在大多數(shù)情況下這也是系統(tǒng)的范圍。

2) 反應(yīng)器的升流速度

    對于UASB反應(yīng)器還其他的流速關(guān)系(圖2)。對于日平均上升流速的值見表3，應(yīng)該注意對短時(shí)間(如2～6h)的高峰值是可以承受的(即暫時(shí)的高峰流量可以接收)。

表3 UASB和EGSB允許上升流速(平均日流量) Vr＝0.25~3.0m/h

3) 反應(yīng)器的截面積和反應(yīng)器的長、寬(或直徑)

    在確定反應(yīng)器的容積和高度(H)之后，可確定反應(yīng)器的截面積(A)。從而確定反應(yīng)器的長和寬，在同樣的面積下正方形池的周長比矩形池要小，矩形UASB需要更多的建筑材料。以表面積為600m2的反應(yīng)器為例，30×20m的反應(yīng)器與15m×40m的反應(yīng)器周長相差10%，這意味著建筑要增加10%。但從布水均勻性考慮，矩形在長/寬比較大較為合適。從布水均勻性和性考慮，矩形池在長/寬比在2:1以下較為合適。長/寬比在4:1時(shí)增加十分突出。

    圓形反應(yīng)器在同樣的面積下，其周長比正方形的少12%。但這一優(yōu)點(diǎn)僅僅在采用單個(gè)池子時(shí)才成立。當(dāng)建立兩個(gè)或兩個(gè)以上反應(yīng)器時(shí)，矩形反應(yīng)器可以采用共用壁。對于采用公共壁的矩形反應(yīng)器，池型的長寬比對造價(jià)也較大的影響。如果不考慮其他因素，這是一個(gè)在設(shè)計(jì)中需要優(yōu)化的參數(shù)。

4) 單元反應(yīng)器大體積和分格化的反應(yīng)器

    在UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)中，采用分格化對操作是益的。先，分格化的單元尺寸不會(huì)過大，可避免體積過大帶來的布水均勻性等問題；同時(shí)多個(gè)反應(yīng)器對系統(tǒng)的啟動(dòng)也是益的，可先啟動(dòng)一個(gè)反應(yīng)器，再用這個(gè)反應(yīng)器的污泥去接種其他反應(yīng)器；另外，利于維護(hù)和檢修，可放空一個(gè)反應(yīng)器進(jìn)行檢修，而不影響系統(tǒng)的。從目前實(shí)踐看大的單體UASB反應(yīng)器可為1000-2000m3。

5) 單元反應(yīng)器的系列化

    單元的規(guī)準(zhǔn)化根據(jù)三相分離器尺寸進(jìn)行，三相分離器的型式趨向于多層箱體的設(shè)備化結(jié)構(gòu)。以2×5m的三相分離器為例，原則上講多種配合形式。但從規(guī)準(zhǔn)化和系列化考慮，要求具通用性和簡單性。所以，池子寬度是以5m為模數(shù)，長度方向是以2m為模數(shù)。布置單元尺寸的方式可分成單池單個(gè)分離器和單池兩個(gè)分離器的形式。原則上如果采用管道或渠道布水，池子的長度是不受限制。如前所述，由于長寬比涉及到反應(yīng)器的性，所以要結(jié)合池子組數(shù)考慮適當(dāng)?shù)拈L寬比。對寬度為10m的單個(gè)反應(yīng)器，2:1的長寬比的反應(yīng)器可達(dá)到2000m3的池容。對更大的反應(yīng)器，如果需要也可采用雙池共用壁的型式。