丹東市IC厭氧反應(yīng)器原理

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丹東市IC厭氧反應(yīng)器原理

   IC厭氧反應(yīng)器水封罐主要由杯形罐體和進(jìn)、出水口組成，其征在于 園底杯形罐的罐壁上部設(shè)相對的進(jìn)、出水口，其進(jìn)水口的水 平位置略高于出水口；進(jìn)水口處裝活動式閥板，該閥板與進(jìn) 水口的接觸面上設(shè)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(yīng)器的水封罐可以隔絕空氣，可以維持厭氧反應(yīng)器的壓力，可以起阻火器的，還可以一定的沼氣凈化效果。
   IC厭氧反應(yīng)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氣通過水封罐管道進(jìn)入水封罐的底部，通過底部篩管分散氣流后進(jìn)入水域空間，含硫化氫天然氣從水域底部上升后聚集在水封罐的液體上部空間，當(dāng)氣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排出燃燒。當(dāng)發(fā)生回火時，水域成為含硫化氫天然氣流程的隔斷部分，能夠效的保護罐，同時天然氣通過水域空間時，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。

特點

   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方面比其它反應(yīng)器更具優(yōu)點。

（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)，進(jìn)水機負(fù)荷可過普通厭氧反應(yīng)器的3倍以上。
（2）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）：處理濃度廢水（COD=2000—3000mg/L）時，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，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，大大降了毒物對厭氧消化過程的影響。
（4）抗溫：溫度對厭氧消化的影響主要是對消化速率的影響。IC反應(yīng)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(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pH值起緩沖，使反應(yīng)器內(nèi)pH值保持好的狀態(tài)，同時還可減少進(jìn)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(yīng)器的回流是通過外部加壓實現(xiàn)的，而IC 反應(yīng)器以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動力來實現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，不必設(shè)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(yīng)器分級會降出水VFA濃度，延長生物停留時間，使反應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定。
（8）啟動周期短：IC反應(yīng)器內(nèi)污泥活性高，生物增殖快，為反應(yīng)器快速啟動提供利條件。IC反應(yīng)器啟動周期一般為1～2個月，而普通UASB啟動周期長達(dá)4～6個月。
（9）沼氣利用值高：反應(yīng)器產(chǎn)生的生物氣純，CH4為70%～80%，CO2為20%～30%，其它機物為1%～5%，可作為燃料加以利用
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個區(qū)：混合區(qū)、1厭氧區(qū)、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(jìn)入該區(qū)，在高濃度污泥下，大部分機物轉(zhuǎn)化為沼氣?；旌弦荷仙骱驼託獾膭×覕_動使該反應(yīng)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。隨著沼氣產(chǎn)量的增多，一部分泥水混合物被沼氣提升至部的氣液分離區(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，除一部分被沼氣提升外，其余的都通過三相分離器進(jìn)入2厭氧區(qū)。該區(qū)污泥濃度較，且廢水中大部分機物已在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(jìn)行固液分離，上清液由出水管排走，沉淀的顆粒污泥返回2厭氧區(qū)污泥床。從IC反應(yīng)器工作原理中可見，反應(yīng)器通過2層三相分離器來實現(xiàn)SRT>HRT，獲得高污泥濃度；通過大量沼氣和內(nèi)循環(huán)的劇烈擾動，使泥水充分接觸，獲得良好的傳質(zhì)效果。

厭氧反應(yīng)四個階段

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

（1）水解階段：高分子機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。廢水中的機物質(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：上述的小分子機物進(jìn)入到細(xì)胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡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），同時還部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、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、氫氣以及新的細(xì)胞物質(zhì)。

（4）產(chǎn)甲烷階段：在這一階段，乙酸、氫氣、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)。這一階段也是整個厭氧過程較為重要的階段和整個厭氧反應(yīng)過程的限速階段。

   再上述四個階段中，人認(rèn)為二個階段和三個階段可以分為一個階段，在這兩個階段的反應(yīng)是在同一類細(xì)菌體類完成的。前三個階段的反應(yīng)速度很快，如果用莫諾方程來模擬前三個階段的反應(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。而四個反應(yīng)階段通常很慢，同時也是較為重要的反應(yīng)過程，在前面幾個階段中，廢水的中污染物質(zhì)只是形態(tài)上發(fā)生變化，COD幾乎沒去除，只是在四個階段中污染物質(zhì)變成甲烷等氣體，使廢水中COD大幅度下降。同時在四個階段產(chǎn)生大量的堿度這與前三個階段產(chǎn)生的機酸相平衡，維持廢水中的PH穩(wěn)定，反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行。

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)化成簡單的溶解性單體和二聚體的過程。水解反應(yīng)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(zhì)素、大分子纖維素就很難水解。

    一般來說，影響Kh的因素很多，很難確定一個定的方程來求解Kh，但我們可以根據(jù)一些定條件的Kh，反推導(dǎo)出水解反應(yīng)器的容積和非常好的反應(yīng)條件。在實際工程實施中，條件的話，應(yīng)針對要處理的廢水作一些Kh的測試工作。通過對外一些報道的研究，提出在溫下水解對脂肪和蛋白質(zhì)的降解速率非常慢，這個時候，可以不考慮厭氧處理方式。對于生活污水來說，在溫度15的情況下，Kh=0.2左右。但在水解階段我們不需要過多的COD去除效果，而且在一個反應(yīng)器中你很難嚴(yán)格的把厭氧反應(yīng)的幾個階段區(qū)分開來，一旦停留時間過長，對工程的性就不太。如果就單獨的水解反應(yīng)針對生活污水來說，COD可以控制到0.1的去除效果就可以了。把這些參數(shù)和給定的條件代入到水解動力學(xué)方程中，可以得到停留水解停留時間：T=13.44h

  這對于水解和后續(xù)階段處于一個反應(yīng)器中厭氧處理單元來說是一個很短的時間，在實際工程中也完可以實現(xiàn)。如果條件的地方我們可以適當(dāng)提高廢水的反應(yīng)溫度，這樣反應(yīng)時間還會大大縮短。而且一般對于城市污水來說，長的排水管網(wǎng)和廢水中本生的生物性，所以當(dāng)廢水流到廢水處理場時，這個過程也在很大程度上完成，到目前為止還沒看到關(guān)于水解作為生活污水厭氧反應(yīng)的限速報道。