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IC厭氧反應(yīng)器

IC（internal circulation）反應(yīng)器是新一代高效厭氧反應(yīng)器，即內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器，相似由2層UASB反應(yīng)器串聯(lián)而成。 ...

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IC（internal circulation）反應(yīng)器是新一代高效厭氧反應(yīng)器，即內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器，相似由2層UASB反應(yīng)器串聯(lián)而成。

IC厭氧反應(yīng)器

一、概念

IC（internal circulation）反應(yīng)器是新一代高效厭氧反應(yīng)器，即內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器，相似由2層UASB反應(yīng)器串聯(lián)而成。其由上下兩個反應(yīng)室組成。廢水在反應(yīng)器中自下而上流動，污染物被細菌吸附并降解，凈化過的水從反應(yīng)器上部流出。

二、簡介

隨著國家對環(huán)保的日益重視，公司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公司廢水厭氧處理技術(shù)的應(yīng)用足以證明。廢水的厭氧處理技術(shù)以其運行成本低、節(jié)約能源、污泥易于處理等優(yōu)點在廢水處理中正發(fā)揮著越來越大的作用。

UASB與IC在運行上最大的差別表現(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，有效保證了第一反應(yīng)室的進水濃度的穩(wěn)定性。其次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運行穩(wěn)定，抗沖擊負荷效果好，容積負荷高，投資省等許多優(yōu)于UASB的優(yōu)點，是否就應(yīng)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有UASB高，增加了好氧的負擔。另外，IC由于氣體內(nèi)循環(huán)，特別是對進水水質(zhì)不太穩(wěn)定的廠，導(dǎo)致IC出水水量極不穩(wěn)定，出水水質(zhì)也相對不穩(wěn)定，有時可能還會出現(xiàn)短暫不出水現(xiàn)象，對后序處理工藝是有影響的。UASB比IC突出優(yōu)點就是去除率高，出水水質(zhì)相對穩(wěn)定。但IC優(yōu)點還是很多的，特別是對于高SS進水，比UASB有明顯優(yōu)勢，由于IC上升流速很大，SS不會在反應(yīng)器內(nèi)大量積累，污泥可以保持較高活性。對于有毒廢水也是如此！

IC運行溫度的設(shè)計完全和UASB一樣，在調(diào)試運行上和UASB區(qū)別不大，只是在剛進水調(diào)試時盡可能采用水力負荷高些，然后逐步交互提升水力、有機負荷，盡可能在負荷提升過程中保證第一反應(yīng)室上升流速大于10m/小時，但最大水力負荷最好控制在20m/小時以下，這樣即保證第一反應(yīng)室污泥床的傳質(zhì)效果，也避免污泥流失．冬季進水管道及反應(yīng)器最好保保溫，因為厭氧菌對溫度波動特敏感，對負荷波動適應(yīng)要相對好的多．其實IC的調(diào)試比UASB要好調(diào)的多，能調(diào)試好UASB的，應(yīng)該調(diào)試好IC沒有太大問題．不是因為上升流速大，會不好控制而延長調(diào)試周期．IC它對進水水質(zhì)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第一反應(yīng)室污泥床處于膨化狀態(tài)，加大傳質(zhì)效果，IC的高度較高，你不必太擔心會有污泥流失，因為內(nèi)部它有兩層三相分離，更何況第一反應(yīng)室產(chǎn)氣量較大，絕大部分沼氣被第一反應(yīng)室分離收集提升到頂部的氣水分離氣包進行氣與泥水的分離．第二反應(yīng)室氣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(shè)計負荷是沒有問題的，絮狀污泥可能需三到五個月．

三、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)、第1厭氧區(qū)、第2厭氧區(qū)、沉淀區(qū)和氣液分離區(qū)。

混合區(qū)：反應(yīng)器底部進水、顆粒污泥和氣液分離區(qū)回流的泥水混合物有效地在此區(qū)混合。

第1厭氧區(qū)：混合區(qū)形成的泥水混合物進入該區(qū)，在高濃度污泥作用下，大部分有機物轉(zhuǎn)化為沼氣。混合液上升流和沼氣的劇烈擾動使該反應(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頂部的氣液分離區(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最下端的混合區(qū)，與反應(yīng)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)。

第2厭氧區(qū)：經(jīng)第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入第2厭氧區(qū)。該區(qū)污泥濃度較低，且廢水中大部分有機物已在第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)，對第2厭氧區(qū)的擾動很小，這為污泥的停留提供了有利條件。

沉淀區(qū)：第2厭氧區(qū)的泥水混合物在沉淀區(qū)進行固液分離，上清液由出水管排走，沉淀的顆粒污泥返回第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。

四、優(yōu)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影響因素方面比其它反應(yīng)器更具有優(yōu)勢。

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

（2）節(jié)省投資和占地面積：IC 反應(yīng)器容積負荷率高出普通UASB 反應(yīng)器3倍左右，其體積相當于普通反應(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）抗沖擊負荷能力強：處理低濃度廢水（COD=2000—3000mg/L）時，反應(yīng)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，使原水中的有害物質(zhì)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(yīng)器由于含有大量的微生物，溫度對厭氧消化的影響變得不再顯著和嚴重。通常IC反應(yīng)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）具有緩沖pH值的能力：內(nèi)循環(huán)流量相當于第1 厭氧區(qū)的出水回流，可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度，對pH值起緩沖作用，使反應(yīng)器內(nèi)pH值保持最佳狀態(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(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）出水穩(wěn)定性好：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[6]在1994年證明，反應(yīng)器分級會降低出水VFA濃度，延長生物停留時間，使反應(yīng)進行穩(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)器快速啟動提供有利條件。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4～6個月[7]。

（9）沼氣利用價值高：反應(yīng)器產(chǎn)生的生物氣純度高，CH4為70%～80%，CO2為20%～30%，其它有機物為1%～5%，可作為燃料加以利用

IC 反應(yīng)器當前在造紙行業(yè)應(yīng)用較多的是用各類廢紙作原料的造紙企業(yè)，處理的目的包括實現(xiàn)一般的達標排放，通過治理后的廢水回用，從而達到節(jié)水和治污的雙重目的。

五、適用范圍

IC厭氧反應(yīng)器是一種高效的多級內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器，為第三代厭氧反應(yīng)器的代表類型(UASB為第二代厭氧反應(yīng)器的代表類型)，與第二代厭氧反應(yīng)器相比，它具有占地少、有機負荷高、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時的高濃度有機廢水;第二代UASB反應(yīng)器一般容積負荷為5-8kgCOD/m3;第三代AIC厭氧反應(yīng)器容積負荷率可達15-30kgCOD/m3。IC厭氧反應(yīng)器適用于有機高濃度廢水，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。