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                厭氧反應器系列
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                IC厭氧反應器

                時間:2020-11-17 15:30:23

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                一、設備簡介

                YZ-IC反應器是新一代厭氧反應器,即內循環厭氧反應器,相似由2層UASB反應器串聯而成。其由上下兩個反應室組成。廢水在反應器中自下而上,流動,污染物被細菌吸附并降解,凈化過的水從反應器上部流出。

                IC反應器的構造特點是具有很大的高徑比,一般可達 3 ~ 8,反應器的高度可達 16 ~ 25m。

                進水通過泵由反應器底部進入一反應室,與該室內的厭氧顆粒污泥均勻混合。廢水中所含的大部分有機物在這里被轉化成沼氣,所產生的沼氣被一反應室的集氣罩收集,沼氣將沿著提升管上升。沼氣上升的同時,把一反應室的混合液提升至設在反應器頂部的氣液分離器,被分離出的沼氣由氣液分離器頂部的沼氣排出管排走。分離出的泥水混合液將沿著回流管回到地一反應室的底部,并與底部的顆粒污泥和進水充分混合,實現地一反應室混合液的內部循環。IC反應器的命名由此得來。內循環的結果是,地一反應室不僅有很高的生物量、很長的污泥齡,并具有很大的升流速度,使該室內的顆粒污泥完全達到流化狀態,有很高的傳質速率,使生化反應速率提高,從而大大提高地一反應室的去除有機物能力。經過一反應室處理過的廢水,會自動地進入二反應室繼續處理。廢水中的剩余有機物可被二反應室內的厭氧顆粒污泥進一步降解,使廢水得到更好的凈化,提高出水水質。產生的沼氣由地二反應室的集氣罩收集,通過集氣管進入氣液分離器。地二反應室的泥水混合液進入沉淀區進行固液分離,處理過的上清液由出水管排走,沉淀下來的污泥可自動返回二反應室。這樣,廢水就完成了在 IC反應器內處理的全過程。

                綜上所述可以看出,IC反應器實際上是由兩個上下重疊的 UASB 反應器串聯組成的。由下面地一個 UASB 反應器產生的沼氣作為提升的內動力,使升流管與回流管的混合液產生密度差,實現下部混合液的內循環,使廢水獲得強化預處理。上面的二個UASB 反應器對廢水繼續進行后處理(或稱精處理),使出水達到預期的處理要求。

                二、工作原理

                IC相似由2層UASB反應器串聯而成。按功能劃分,反應器由下而上共分為5個區:混合區、1厭氧區、第2厭氧區、沉淀區和氣液分離區。

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

                1厭氧區:混合區形成的泥水混合物進入該區,在高濃度污泥作用下,大部分有機物轉化為沼氣?;旌弦荷仙骱驼託獾膭×覕_動使該反應區內污泥呈膨脹和流化狀態,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。

                氣液分離區:被提升的混合物中的沼氣在此與泥水分離并導出處理系統,泥水混合物則沿著回流管返回到下端的混合區,與反應器底部的污泥和進水充分混合,實現了混合液的內部循環。

                第2厭氧區:經1厭氧區處理后的廢水,除一部分被沼氣提升外,其余的都通過三相分離器進入2厭氧區。該區污泥濃度較低,且廢水中大部分有機物已在地1厭氧區被降解,因此沼氣產生量較少。沼氣通過沼氣管導入氣液分離區,對第2厭氧區的擾動很小,這為污泥的停留提供了有利條件。

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

                從IC反應器工作原理中可見,反應器通過2層三相分離器來實現HRT,獲得高污泥濃度;通過大量沼氣和內循環的劇烈擾動,使泥水充分接觸,獲得良好的傳質效果。

                四、EGSB反應器優點

                IC反應器的構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器更具有優勢。

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

                (2)節省投資和占地面積:IC反應器容積負荷率高出普通UASB 反應器3倍左右,其體積相當于普通反應器的1/4—1/3 左右,大大降低了反應器的基建投資;而且EGSB反應器高徑比很大(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(COD=2000—3000mg/L)時,反應器內循環流量可達進水量的2—3 倍;處理高濃度(COD=10000—15000mg/L)時,內循環流量可達進水量的10—20倍。大量的循環水和進水充分混合,使原水中的有害物質得到充分稀釋,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。EGSB反應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EGSB反應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,節省了能量。

                (5)具有緩沖pH值的能力:內循環流量相當于地1 厭氧區的出水回流,可利用COD轉化的堿度,對pH值起緩沖作用,使反應器內pH值保持好狀態,同時還可減少進水的投堿量。

                (6)內部自動循環,不必外加動力:普通厭氧反應器的回流是通過外部加壓實現的,而IC反應器以自身產生的沼氣作為提升的動力來實現混合液內循環,不必設泵強制循環,節省了動力消耗。

                (7)出水穩定性好:利用二級UASB串聯分級厭氧處理,可以補償厭氧過程中K s高產生的不利影響。Van Lier[6]在1994年證明,反應器分級會降低出水VFA濃度,延長生物停留時間,使反應進行穩定。

                (8)啟動周期短:EGSB反應器內污泥活性高,生物增殖快,為反應器快速啟動提供有利條件。EGSB反應器啟動周期一般為1~2個月,而普通UASB啟動周期長達4~6個月。

                五、適應范圍

                IC厭氧反應器是一種多級內循環反應器,為三代厭氧反應器的代表類型(UASB為地二代厭氧反應器的代表類型),與二代厭氧反應器相比,它具有占地少、有機負荷高、抗沖擊能力更強,性能更穩定、操作管理更簡單。當COD為10000-15000mg/1時的高濃度有機廢水;二代UASB反應器一般容積負荷為5-8kgCOD/m3;第三代EGSB厭氧反應器容積負荷率可達15-30kgCOD/m3。EGSB厭氧反應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。

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