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文章出处:管理员 人气: 发表时间:2018-11-19 10:59

  IC 厌氧反应器是一种高效的多级内循环反应器,是第三代厌氧反应器的典型代表。与前二代厌氧器相比、它具有占地面积少、容积负荷量高,布水均匀,抗冲击能力强、性能更稳定、操作更简单的多种优势。例如,当 COD 为 10000-15000mg/l 时的高浓度有机废水,第二代 USCB 反应器一般容积负荷为 5-8kgCODm3.d, 第三代 IC 厌氧反应器容积负荷可达到 10-18kgCODm3.d。

  IC 反应器工作原理

  IC 反应器构造的特点是具有很大的高径比,一般可达 4-8,反应器的高度达到 20m 左右。

  它相似由 2 层 UASB 反应器串联而成。按功能划分,反应器由下而上共分为 5 个区:混合区、第 1 厌氧区、第 2 厌氧区、沉淀区和气液分离区。整个反应器由第一厌氧反应室和第二厌氧反应室叠加而成。每个厌氧反应室的顶部各设一个气、固、液三相分离器。

  第一级三相分离器主要分离沼气和水,第二级三相分离器主要分离污泥和水,进水和回流污泥在第一厌氧反应室进行混合。第一反应室有很大的去除有机能力,进入第二厌氧反应室的废水可继续进行处理,去除废水中的剩余有机物,提高出水水质。

  混合区:反应器底部进水、颗粒污泥和气液分离区回流的泥水混合物有效地在此区混合。

  第 1 厌氧区:混合区形成的泥水混合物进入该区,在高浓度污泥作用下,大部分有机物转化为沼气。混合液上升流和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈膨胀和流化状态,加强了泥水表面接触,污泥由此而保持着高的活性。随着沼气产量的增多,一部分泥水混合物被沼气提升至顶部的气液分离区。

  气液分离区:被提升的混合物中的沼气在此与泥水分离并导出处理系统,泥水混合物则沿着回流管返回到最下端的混合区,与反应器底部的污泥和进水充分混合,实现了混合液的内部循环。

  第 2 厌氧区:经第 1 厌氧区处理后的废水,除一部分被沼气提升外,其余的都通过三相分离器进入第 2 厌氧区。该区污泥浓度较低,且废水中大部分有机物已在第 1 厌氧区被降解,因此沼气产生量较少。沼气通过沼气管导入气液分离区,对第 2 厌氧区的扰动很。?馕?勰嗟耐A籼峁┝擞欣?跫。

  沉淀区:第 2 厌氧区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离,上清液由出水管排走,沉淀的颗粒污泥返回第 2 厌氧区污泥床。

  从 IC 反应器工作原理中可见,反应器通过 2 层三相分离器来实现 SRT 及 HRT,获得高污泥浓度;通过大量沼气和内循环的剧烈扰动,使泥水充分接触,获得良好的传质效果。

  IC 厌氧反应器优点

  IC 厌氧反应器相对于其他同类产品有以及下几个显著优点:

  (1)具有很高的容积负荷率。

  由于 IC 反应器存在着内循环, 第一反应室有很高的升流速度, 传质效果很好, 污泥活性很高, 因而其有机容积负荷率比普通 UASB 反应器高许多, 一般高出 3 倍以上。处理高浓度有机废水, 如土豆加工废水, 当 COD 为 10000~15000mg/L 时, 进水容积负荷率可达 30~40kgCOD/(m3•d)。处理低浓度有机废水, 如啤酒废水, 当 COD 为 2000~

  3000mg/L 时, 进水容积负荷率可达 20~50kgCOD/(m3•d),HRT 仅 2~3h,COD 去除率可达 80% 左右。

  (2)节省基建投资和占地面积。

  由于 IC 反应器的容积负荷率大大高于 UASB 反应器, IC 反应器的有效体积仅为 UASB 反应器的 1/4~1/3, 所以可显著降低反应器的基建投资。由于 IC 反应器不仅体积小, 而且有很大的高径比, 所以占地面积特别省, 非常适用于占地面积紧张的厂矿企业。小型的 IC 反应器可以工厂预制, 大型的可在现场制作, 施工工期短, 安装简便, 且 IC 反应器的土方量很小, 可节省施工费用。

  (3)靠沼气提升实现内循环。

  不必外加动力厌氧流化床和膨胀颗粒污泥床的流化是通过出水回流由泵加压实现强制循环的, 因此必须消耗一部分动力。而 IC 反应器是以自身产生的沼气通过绝热膨胀做功为动力实现混合液的内循环的, 不必另设泵进行强制内循环, 从而可节省能耗。

  (4)抗冲击负荷能力强

  由于 IC 反应器实现了内循环, 处理低浓度水(如啤酒废水)时, 循环流量可达进水流量的 2~3 倍; 处理高浓度水(如土豆加工废水)时, 循环流量可达进水流量的 10~20 倍。因为循环流量与进水在第一反应室充分混合, 使原废水中的有害物质得到充分稀释, 降低了有害程度, 并可防止局部酸化发生, 从而提高了反应器的耐冲击负荷的能力。

  (5)具有缓冲 pH 能力。

  内循环流量相当于第一级厌氧的出水回流量, 可利用 COD 转化的碱度, 对 pH 起缓冲作用, 使反应器内的 pH 保持稳定。处理缺乏碱度的废水时, 可减少进水的投碱量。

  (6)出水的稳定性好于 IC

  反应器的第一、二反应室, 相当于上下两个 UASB 反应器, 它们串联运行, 第一反应室有很高的有机容积负荷率, 相当于起 “粗” 处理作用, 第二反应室则具有较低的有机容积负荷率, 相当于起 “精” 处理作用。整个 IC 反应器实际上是两级厌氧处理。一般情况下, 两级厌氧处理比单级厌氧处理的稳定性好, 出水也较稳定。

  IC 厌氧反应器的运行控制要点

  主要有以下几点:

  1、污泥菌种

  厌氧污泥中具有处理污染物能力的就是细菌等有机物质,菌群的组成及菌种的成分决定了其颗粒强度、产甲烷活性及对污水的适应能力。一般来说,厌氧颗粒污泥中有机物成分占 70% 左右,污泥外部菌种主要为丝菌,污泥内部主要为杆菌、球菌等。

  2、pH 值

  反应器进水 PH 值一般应控制在 6.5~7.5 之间,过高或过低的 PH 值都会对工艺造成影响,主要体现在对厌氧菌(主要是产甲烷菌)活性的影响,包括:

  a、影响菌体及酶系统的生理功能和活性。

  b、影响环境的氧化还原电位。

  c、影响基质的活性,产甲烷菌的这些性质功能遭到破坏后,处理 COD 的活性就会大大降低。

  3、温度

  反应器进水温度要求控制在 35~38 之间。因为产甲烷菌大多数都属于中温菌,在这个范围内,其处理效率是很高的。当温度高于 40℃时,处理效率会急剧下降。

  4、容积负荷

  厌氧反应器具有很高的容积负荷,一般情况下为 10~18kgCOD/m3/d(不同厂家的 IC 容积负荷会有差异,某些品牌的 IC 容积负荷可能更高)。短期内进水负荷的变化幅度最好不要过大,要让厌氧菌有一定的适应时间,应逐步增加或降低负荷。如果条件可以,尽量使其负荷在一个范围之间趋于稳定的状态。负荷过低或过高,都会对 IC 的正常厌氧处理产生巨大影响。

  5、上升流速

  IC 反应器的上升流速一般在 4~8m/h, 当污水的进水 COD 值浓度较低时,需要提高流量来增加 COD 的负荷率。较高的上升流速会有助于颗粒污泥与有机物之间的传质过程,避免混合不均匀对设备的影响。

  6、预酸化度

  废水进入厌氧反应器之前要保持足够的预酸化度,一般在 30%~50% 之间,最好是在 40% 左右。预酸化度高的情况下,VFA 高,进水 PH 值会降低,为调解 PH 值,会增高污水处理的运行费用,同时还会影响污泥的颗粒化。

  7、有毒物质

  对厌氧颗粒污泥有抑制性作用的毒性物质,主要是 H2S 和亚硫酸盐。H2S 的允许浓度为小于 250mg/l,否则可能会使大部分产甲烷菌降低 50% 的活性。亚硫酸盐的毒性比 H2S 更高,建议将亚硫酸盐的浓度控制在 150ppm 以下,所以,一定要严格控制这两种有毒物质的含量,对其进行定期检测。

  8、日常巡视

  厌氧反应器的日常巡视至关重要,我们总结了一些简单的观察点,详情见下表:

  9、沼气处理

  做好沼气排放应急措施,当沼气稳压柜或压力表压力快速升降时,一定要引起重视。这种情况下,一般会出现沼气泄漏或沼气输送不畅,要迅速查明原因,无论采用放空还是其它手段,务必确保厌氧反应器内的沼气能够正常排出。

  10、常见问题及解决办法