松原市IC厭氧反應(yīng)器

　　IC厭氧反應(yīng)器是厭氧反應(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，用于機(jī)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。IC 反應(yīng)器當(dāng)前在造紙行業(yè)較多的是用各類(lèi)廢紙作原料的造紙企業(yè)，處理的包括實(shí)現(xiàn)一般的，通過(guò)治理后的，從而達(dá)到節(jié)水和治污的雙重。

　　IC厭氧反應(yīng)器水封罐主要由杯形罐體和進(jìn)、出水口組成，其征在于 園底杯形罐的罐壁上部設(shè)相對(duì)的進(jìn)、出水口，其進(jìn)水口的水 平位置略高于出水口;進(jìn)水口處裝活動(dòng)式閥板，該閥板與進(jìn) 水口的接觸面上設(shè)密封墊;下端為弧形的隔板從罐蓋的 扁孔垂直插入罐內(nèi)至下部。

　　IC厭氧反應(yīng)器的水封罐可以隔絕空，可以維持厭氧反應(yīng)器的壓力，可以起阻火器的，還可以一定的沼凈化效果。

　　IC厭氧反應(yīng)器水封罐工作原理如下：密閉罐中原油沉降分離后的含硫化氫天然通過(guò)水封罐管道進(jìn)入水封罐的底部，通過(guò)底部篩管分散流后進(jìn)入水域空間，含硫化氫天然從水域底部上升后聚集在水封罐的液體上部空間，當(dāng)體不斷由液體中分離出來(lái)，在上部空間聚集形成一定壓力后，由水封罐部出口管線(xiàn)出燃燒。當(dāng)發(fā)生回火時(shí)，水域成為含硫化氫天然流程的隔斷部分，能夠效的保護(hù)罐，同時(shí)天然通過(guò)水域空間時(shí)，一部分凝液被降溫分離，在水域上部形成凝析液層，減緩了阻火器的堵塞情況。

　　隨著對(duì)的日益重視，在廢水末端處理方面也進(jìn)行了大量的資金投入，如在造紙二部和板紙廢水厭氧處理技術(shù)的足以證明。廢水的厭氧處理技術(shù)以其低、、污泥易于處理等優(yōu)點(diǎn)在廢水處理中正發(fā)揮著越來(lái)越大的。

　　UASB與IC在上大的差別表現(xiàn)在抗沖擊負(fù)荷方面，IC可以通過(guò)內(nèi)循環(huán)自動(dòng)稀釋進(jìn)水，效了一反應(yīng)室的進(jìn)水濃度的穩(wěn)定性。其次氯酸鈉是它僅需要較短的停留時(shí)間，對(duì)可生化性好的廢水的確是優(yōu)點(diǎn)。大家同意因?yàn)镮C，抗沖擊負(fù)荷，容積負(fù)荷高，投資省等許多優(yōu)于UASB的優(yōu)點(diǎn)，是否就應(yīng)該因此而放棄再選用UASB了呢?

　　IC缺點(diǎn)尤其在污水可生化性不是太好的情況下，由于水力停留時(shí)間比較短去除率遠(yuǎn)沒(méi)UASB高，增加了耗氧的負(fù)擔(dān)。另外，IC由于體內(nèi)循環(huán)，別是對(duì)進(jìn)水水質(zhì)不太穩(wěn)定的，導(dǎo)致IC出水水量不穩(wěn)定，出水水質(zhì)也相對(duì)不穩(wěn)定，時(shí)可能還會(huì)出現(xiàn)短暫不出水現(xiàn)象，對(duì)后序處理工藝是影響的。UASB比IC突出優(yōu)點(diǎn)就是去除率高，出水水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定。但I(xiàn)C優(yōu)點(diǎn)還是很多的，別是對(duì)于高SS進(jìn)水，比UASB明顯優(yōu)點(diǎn)，由于IC上升流速很大，SS不會(huì)在反應(yīng)器內(nèi)大量積累，污泥可以保持較高活性。對(duì)于毒廢水也是如此!

　　IC溫度的設(shè)計(jì)完和UASB一樣，在調(diào)試上和UASB區(qū)別不大，只是在剛進(jìn)水調(diào)試時(shí)盡可能采用水力負(fù)荷高些，然后逐步交互提升水力、機(jī)負(fù)荷，盡可能在負(fù)荷提升過(guò)程中一反應(yīng)室上升流速大于10m/小時(shí)，但大水力負(fù)荷應(yīng)控制在20m/小時(shí)以下，這樣即一反應(yīng)室污泥床的傳質(zhì)效果，也避免污泥流失.冬季進(jìn)水管道及反應(yīng)器要保溫，因?yàn)閰捬蹙鷮?duì)溫度波動(dòng)敏感，對(duì)負(fù)荷波動(dòng)適應(yīng)要相對(duì)好的多.其實(shí)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(méi)太大問(wèn)題.不是因?yàn)樯仙魉俅?，?huì)不好控制而延長(zhǎng)調(diào)試周期.IC它對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求僅是相對(duì)穩(wěn)定就行，它要求高的上升流速僅是滿(mǎn)足一反應(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(dān)心會(huì)污泥流失，因?yàn)閮?nèi)部它兩層三相分離，更何況一反應(yīng)室產(chǎn)量較大，絕大部分沼被一反應(yīng)室分離收集提升到部的水分離包進(jìn)行與泥水的分離.二反應(yīng)室量少泥水更易分離沉降.若接種顆粒污泥基本一個(gè)月便可達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷是沒(méi)問(wèn)題的，絮狀污泥可能需三到五個(gè)月.

松原市IC厭氧反應(yīng)器

　　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(gè)區(qū)：混合區(qū)、1厭氧區(qū)、2厭氧區(qū)、沉淀區(qū)和液分離區(qū)。

　　混合區(qū)：反應(yīng)器底部進(jìn)水、顆粒污泥和液分離區(qū)回流的泥水混合物效地在此區(qū)混合。

　　1厭氧區(qū)：混合區(qū)形成的泥水混合物進(jìn)入該區(qū)，在高濃度污泥下，大部分機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼?；旌弦荷仙骱驼拥膭×覕_動(dòng)使該反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥呈膨脹和流化狀態(tài)，加強(qiáng)了泥水表面接觸，污泥由此而保持著高的活性。隨著沼產(chǎn)量的增多，一部分泥水混合物被沼提升至部的液分離區(qū)。

　　液分離區(qū)：被提升的混合物中的沼在此與泥水分離并導(dǎo)出處理，泥水混合物則沿著回流管返回到下端的混合區(qū)，與反應(yīng)器底部的污泥和進(jìn)水充分混合，實(shí)現(xiàn)了混合液的內(nèi)部循環(huán)。

　　2厭氧區(qū)：經(jīng)1厭氧區(qū)處理后的廢水，除一部分被沼提升外，其余的都通過(guò)三相分離器進(jìn)入2厭氧區(qū)。該區(qū)污泥濃度較低，且廢水中大部分機(jī)物已在1厭氧區(qū)被降解，因此沼產(chǎn)生量較少。沼通過(guò)沼管導(dǎo)入液分離區(qū)，對(duì)2厭氧區(qū)的擾動(dòng)很小，這為污泥的停留提供了利條件。

　　沉淀區(qū)：2厭氧區(qū)的泥水混合物在沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離，上清液由出水管走，沉淀的顆粒污泥返回2厭氧區(qū)污泥床。

　　從IC反應(yīng)器工作原理中可見(jiàn)，反應(yīng)器通過(guò)2層三相分離器來(lái)實(shí)現(xiàn)SRT>HRT，獲得高污泥濃度;通過(guò)大量沼和內(nèi)循環(huán)的劇烈擾動(dòng)，使泥水充分接觸，獲得良好的傳質(zhì)效果。

　　優(yōu)點(diǎn)

　　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)器更具優(yōu)點(diǎn)。

　　(1)容積負(fù)荷高：IC反應(yīng)器內(nèi)污泥濃，微生物量大，且存在內(nèi)循環(huán)，傳質(zhì)，進(jìn)水機(jī)負(fù)荷可超過(guò)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(fù)荷率高出普通UASB 反應(yīng)器3倍左右，其體積相當(dāng)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(fù)荷能力強(qiáng)：處理低濃度廢水(COD=2000—0mg/L)時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的2—3 倍;處理高濃度廢水(COD=10000—15000mg/L)時(shí)，內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的10—20倍。大量的循環(huán)水和進(jìn)水充分混合，使原水中的害物質(zhì)得到充分稀釋?zhuān)蟠蠼档土硕疚飳?duì)厭氧消化過(guò)程的影響。

　　(4)抗低溫能力強(qiáng)：溫度對(duì)厭氧消化的影響主要是對(duì)消化速率的影響。IC反應(yīng)器由于含大量的微生物，溫度對(duì)厭氧消化的影響變得不再突出和嚴(yán)重。通常IC反應(yīng)器厭氧消化可在常溫條件(20—25 ℃)下進(jìn)行，這樣減少了消化保溫的困難，節(jié)省了能量。

　　(5)具緩沖pH值的能力：內(nèi)循環(huán)流量相當(dāng)于1 厭氧區(qū)的出水回流，可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度，對(duì)pH值起緩沖，使反應(yīng)器內(nèi)pH值保持好的狀態(tài)，同時(shí)還可減少進(jìn)水的投堿量。

　　(6)內(nèi)部自動(dòng)循環(huán)，不必外加動(dòng)力：普通厭氧反應(yīng)器的回流是通過(guò)外部加壓實(shí)現(xiàn)的，而IC 反應(yīng)器以自身產(chǎn)生的沼作為提升的動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，不必設(shè)泵強(qiáng)制循環(huán)，節(jié)省了動(dòng)力消耗。

　　(7)性好：利用二級(jí)UASB串聯(lián)分級(jí)厭氧處理，可以補(bǔ)償厭氧過(guò)程中K s高產(chǎn)生的不利影響。Van Lier在1994年證明，反應(yīng)器分級(jí)會(huì)降低出水VFA濃度，延長(zhǎng)生物停留時(shí)間，使反應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定。

　　(8)啟動(dòng)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(dòng)提供利條件。IC反應(yīng)器啟動(dòng)周期一般為1～2個(gè)月，而普通UASB啟動(dòng)周期長(zhǎng)達(dá)4～6個(gè)月。

　　(9)沼利用價(jià)值高：反應(yīng)器產(chǎn)生的生物純，CH4為70%～80%，CO2為20%～30%，其它機(jī)物為1%～5%，可作為燃料加以利用

　　適用范圍

　　IC厭氧反應(yīng)器是一種的反應(yīng)器，為三代厭氧反應(yīng)器的代表類(lèi)型(UASB為二代厭氧反應(yīng)器的代表類(lèi)型)，與二代厭氧反應(yīng)器相比，它具占地少、機(jī)負(fù)荷高、抗沖擊能力更強(qiáng)，性能更穩(wěn)定、操作管理更簡(jiǎn)單。當(dāng)COD為10000-15000mg/1時(shí)的高濃度機(jī)廢水;二代UASB反應(yīng)器一般容積負(fù)荷為5-8kgCOD/m3;三代AIC厭氧反應(yīng)器容積負(fù)荷率可達(dá)15-30kgCOD/m3。IC厭氧反應(yīng)器適用于機(jī)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。

　　水解反應(yīng)

　　水解可定義為復(fù)雜的非溶解性的聚合物被轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的溶解性單體和二聚體的過(guò)程。水解反應(yīng)針對(duì)不同的廢水類(lèi)型差別很大，這要取決于胞外酶能否效的接觸到底物。因此，大的顆粒比小顆粒底物要難降解很多，比如造紙廢水、印染廢水和制藥廢水的木質(zhì)素、大分子纖維素就很難水解。

　　水解速度的可由以下動(dòng)力學(xué)方程加以描述：

　　ρ=ρo/(1+Kh.T)

　　ρ ——可降解的非溶解性底物濃度(g/l);

　　ρo———非溶解性底物的初始濃度(g/l);

　　Kh——水解常數(shù)(d-1);

　　T——停留時(shí)間(d)。

　　具體思想如下：

　　1、假定條件：a、厭氧處理該污水過(guò)程中主要受溫度、傳質(zhì)速率、基質(zhì)濃度以及微量元素的影響;b、微量元素可以通過(guò)外界條件的干預(yù)給予補(bǔ)充;c、反應(yīng)器為一體化反應(yīng)器;d、產(chǎn)甲烷單元反應(yīng)也近似遵循莫諾方程。

　　2、模型總體方程

　　Kst-溫度響應(yīng)半反應(yīng)速率常數(shù) mg/l

　　Ksv-傳質(zhì)速率半反應(yīng)速率常數(shù) mg/l

　　K-修正系數(shù)

　　在上式中，Kst針對(duì)不同的廢水是可以確定的，Ksv對(duì)不同的反應(yīng)器差別比較大，我們可以通過(guò)外界干預(yù)給以降低到一固定值偏差不大的范圍內(nèi)，比如通過(guò)強(qiáng)制攪拌或是提高反應(yīng)器的高徑比，出水回流都是比較好的解決辦法。

　　通過(guò)眾多的工程實(shí)例以及文獻(xiàn)報(bào)道，初步確定Kst在15攝氏度時(shí)針對(duì)生活污水值為3200mg/l左右。Ksv在攪拌足夠的情況下15攝氏度時(shí)針對(duì)生活污水值為532mg/l。K值在重慶地區(qū)可以取0.85，μmax按照碳水化合物可取5KgCOD/KgMLSS.d，這樣針對(duì)進(jìn)水濃度為mg/l的生活污水大反應(yīng)速率為：

　　μ1=5KgCOD/KgMLSS.d×(/(3200+))×(/(532+))×0.85

　　=0.132 KgCOD/KgMLSS.d

　　在一體式反應(yīng)器中由于出水濃度很低，導(dǎo)致總體反應(yīng)速率降低，但對(duì)于幾種厭氧反應(yīng)器(包括UASB、EGSB、IC內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器、流化床、上流式厭氧生物濾池)可以假設(shè)其為推流式厭氧反應(yīng)器，濃度隨反應(yīng)器高度的增加均勻的減少，即反應(yīng)器中的濃度分布與高度成反比。這樣我們可以通過(guò)設(shè)定的出水濃度計(jì)算一個(gè)反應(yīng)器低反應(yīng)速率，后取平均值就得到整個(gè)反應(yīng)器的平均反應(yīng)速率。

　　同樣根據(jù)前面的莫諾模型，得出出水COD=80mg/l的厭氧反應(yīng)速率：

　　μ2=5KgCOD/KgMLSS.d×(80/(3200+80))×(80/(532+80))×0.85

　　=0.014 KgCOD/KgMLSS.d

　　所以反應(yīng)器的平均反應(yīng)速率為

　　μ=(μ1+μ2)/2=0.073 KgCOD/KgMLSS.d

　　如果我們能夠在反應(yīng)器內(nèi)保持穩(wěn)定的污泥濃度為20KgMLSS/m3，則整個(gè)反應(yīng)器的容積反應(yīng)速率為FV=0.073 KgCOD/KgMLSS.d×20KgMLSS/m3

　　=1.46 KgCOD/m3.d

　　在實(shí)際反應(yīng)器的設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮污泥、體、液體分離的容積，反應(yīng)部分容積只占整個(gè)反應(yīng)器容積的40%，這樣實(shí)際整個(gè)反應(yīng)器設(shè)計(jì)平均負(fù)荷變?yōu)椋?/span>

　　FV‘=1.46 KgCOD/m3.d×0.4=0.99 KgCOD/m3.d

　　核算停留時(shí)間為：HRT=7.5h

　　中試與工程應(yīng)注意的問(wèn)題

　　通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)室里理論的研究和推斷，采用厭氧反應(yīng)器處理城市污水完是可行的。在中試和工程設(shè)計(jì)中，我們應(yīng)該從上述分析角度出發(fā)，完善厭氧，以下措施是必要的：

　　1、在反應(yīng)器的形式上考慮推流式的活塞反應(yīng)器;

　　2、為了減少低濃度時(shí)，基質(zhì)傳質(zhì)速率(包括液相中的機(jī)物向菌膠團(tuán)或顆粒污泥傳質(zhì)以及細(xì)胞壁外向細(xì)胞壁內(nèi)傳質(zhì))對(duì)整個(gè)反應(yīng)速率的影響，在反應(yīng)器底部投加一定數(shù)量的活性炭作為載體是非常必要的，但考慮到沼和布水的影響，投加數(shù)量不宜過(guò)多，初步考慮為40g/L顆粒狀活性炭;

　　3、建議在反應(yīng)器的上部設(shè)置、水、固三相分離;

　　4、設(shè)置一套完善的出水回流，并可以調(diào)節(jié)回流量，用儀表顯示并控制;

　　5、出水設(shè)置MLSS濃度計(jì)加以監(jiān)測(cè)，隨時(shí)了解反應(yīng)器的污泥情況;

　　6、在反應(yīng)器的底部、中部、部設(shè)置堿度監(jiān)測(cè)，隨時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)器內(nèi)的生物反應(yīng)條件;

　　7、設(shè)置一套啟動(dòng)用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和微量元素添加是十分必要的;

　　8、設(shè)置溫度傳感器，了解原水水溫的變化對(duì)反應(yīng)器的沖擊影響;

　　9、進(jìn)水設(shè)置流量傳感器和機(jī)物在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀器，并通過(guò)程序加以顯示到控制室中，隨時(shí)計(jì)算進(jìn)水污泥負(fù)荷以及上升流速;

　　10、必要的預(yù)處理措施，比如除渣處理措施;

　　11、在北方的廢水處理，反應(yīng)器建議修建在室內(nèi)或采取嚴(yán)密的保溫措施;

　　12、其他必要的輔助，如消除泥水界面泥渣層的噴淋。

　　同樣，一套設(shè)計(jì)好的，沒(méi)按照反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行的啟動(dòng)，是不能稱(chēng)之為成功的的，在這里，根據(jù)一些工程實(shí)踐以及外一些報(bào)道，筆者對(duì)厭氧處理低濃度廢水時(shí)啟動(dòng)提出一些參考性建議(針對(duì)生活污水)：

　　1、啟動(dòng)時(shí)，先投加載體，在投加污泥，污泥的數(shù)量按照25KgMLVSS/m3池容計(jì)算，投加時(shí)的污泥必須通過(guò)篩網(wǎng)進(jìn)行粗渣的清除(這一點(diǎn)非常重要);

　　2、由于原水具比較好的生化性，進(jìn)水不需要馴化，但一次進(jìn)水進(jìn)滿(mǎn)池體后，停止進(jìn)水，通過(guò)臨時(shí)配備的水下攪拌機(jī)進(jìn)行池底強(qiáng)制攪拌，連續(xù)8個(gè)小時(shí)攪拌以上，停止攪拌靜止8個(gè)小時(shí)，通過(guò)泥管除池體標(biāo)高2米以上的污泥，再攪拌8個(gè)小時(shí)，這8個(gè)小時(shí)同時(shí)按照比例投加氮肥和磷肥，投加微量金屬元素，池內(nèi)液相中的COD;

　　3、24個(gè)小時(shí)后，開(kāi)始按設(shè)計(jì)負(fù)荷進(jìn)水并采取一定的出水回流，回流比根據(jù)反應(yīng)器的高度調(diào)整;(注意，出水帶出來(lái)的污泥不要回流)

　　4、24個(gè)小時(shí)后，減少回流比，出水不帶泥，如果出水繼續(xù)帶你就停止回流，并進(jìn)行污泥回流，同時(shí)投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);

　　5、連續(xù)這樣一個(gè)星期，隨時(shí)監(jiān)測(cè)各項(xiàng)出水指標(biāo)，以便正確反應(yīng)反應(yīng)器內(nèi)生物的反應(yīng)狀態(tài)

　　6、作一些鏡檢。