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  • UASB厭氧反應器
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    IC厭氧反應器的優點

    2021-07-16 16:28:25

    IC厭氧反應器即“內循環厭氧反應器”,是由兩個UASB反應器上下疊加串聯構成,高度可達 16-25m,高徑比一般為 4-8,由 5 個基本部分組成:混合區、顆粒污泥膨脹床區、精處理區、內循環系統和出水區。其內循環系統是 IC 工藝的核心結構,由一級三相分離器、沼氣提升管、氣液分離器和泥水下降管等結構組成。

    一、IC反應器工作原理

    經過調節 pH 和溫度的生產廢水首先進入反應器底部的混合區,并與來自泥水下降管的內循環泥水混合液充分混合后進入顆粒污泥膨脹床區進行 COD 生化降解,此處的 COD 容積負荷很高,大部分進水 COD 在此處被降解,產生大量沼氣。沼氣由一級三相分離器收集。由于沼氣氣泡形成過程中對液體做的膨脹功產生了氣提的作用,使得沼氣、污泥和水的混合物沿沼氣提升管上升至反應器頂部的氣液分離器,沼氣在該處與泥水分離并被導出處理系統。泥水混合物則沿泥水下降管進入反應器底部的混合區,并于進水充分混合后進入污泥膨脹床區,形成所謂內循環。根據不同的進水 COD 負荷和反應器的不同構造,內循環流量可達進水流量的 0.5-5 倍。經膨脹床處理后的廢水除一部分參與內循環外,其余污水通過一級三相分離器后,進入精處理區的顆粒污泥床區進行剩余 COD 降解與產沼氣過程,提高和保證了出水水質。由于大部分 COD 已經被降解,所以精處理區的 COD 負荷較低,產氣量也較小。該處產生的沼氣由二級三相分離器收集,通過集氣管進入氣液分離器并被導出處理系統。經過精處理區處理后的廢水經二級三相分離器作用后,上清液經出水區排走,顆粒污泥則返回精處理區污泥床。

    IC厭氧反應器

    二、IC厭氧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:IC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IC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:處理低濃度廢水(COD=2000—3000mg/L)時,反應器內循環流量可達進水量的2—3 倍;處理高濃度廢水(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。IC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IC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:內循環流量相當于第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值保持好的狀態,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:IC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。IC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。

    (9)沼氣利用價值高:反應器產生的生物氣純度高,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


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