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厌氧生物处理<七>——内循环厌氧反应器(IC)

厌氧生物处理<七>——内循环厌氧反应器(IC) 绿创环境
2017-10-11
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IC是(Internal Circulation Anaerobic Reactor)的英文缩写。名叫内循环厌氧反应器,是一种处理污水的厌氧生物方法,属于第三代厌氧反应器。

1、基本组成

IC反应器,即内循环厌氧反应器,由布水系统、上下两层三项分离器以及顶部的脱气罐构成。与UASB反应器相比,在相同处理速率的条件下,IC反应器具有更高的进水容积负荷和污泥负荷率。IC反应器的平均上升流速度可达到处理同类废水UASB反应器的16-20倍左右。

IC反应器基本构造如图1所示,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。  

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厌氧区的扰动很小,这为污泥的停留提供了有利条件。  

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>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。

2、IC反应器的优势

(1) 容积负荷高。 IC反应器内污泥浓度高,微生物量大,且存在内循环,传质效果好,进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上

(2) 投资省和占地面积小。IC反应器容积负荷率高出普通UASB反应器3倍左右,其体积大约相当于普通反应器的1/4—1/3,大大降低了反应器的基建投资;而且IC反应器高径比很大(一般为2~8),所以占地面积少。

(3) 抗冲击负荷能力强。处理低浓度废水(COD=2000~3000mg/l)时,反应器内循环流量可达进水量的2~3倍;处理高浓度废水(COD=10000~15000mg/l)时,内循环流量可达进水量的5~10倍。大量的循环水和进水充分混合,使原水中的有害物质得到充分稀释,大大降低了有毒物质对厌氧消化过程的影响。

3、IC厌氧反应器的控制参数

3.1.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。

3.2 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:

  • 影响菌体及酶系统的生理功能和活性

  • 影响环境的氧化还原电位

  • 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。

3.3 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。

3.4.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。

3.5 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。

3.6 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。

3.7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。


未完待续

素材来源于网络,绿创环境整理

相关链接:

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