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    厌氧反应器系列
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    IC厌氧反应器

    时间:2020-11-17 15:30:23

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    一、设备简介

    YZ-IC反应器是新一代厌氧反应器,即内循环厌氧反应器,相似由2层UASB反应器串联而成。其由上下两个反应室组成。废水在反应器中自下而上,流动,污染物被细菌吸附并降解,净化过的水从反应器上部流出。

    IC反应器的构造特点是具有很大的高径比,一般可达 3 ~ 8,反应器的高度可达 16 ~ 25m。

    进水通过泵由反应器底部进入一反应室,与该室内的厌氧颗粒污泥均匀混合。废水中所含的大部分有机物在这里被转化成沼气,所产生的沼气被一反应室的集气罩收集,沼气将沿着提升管上升。沼气上升的同时,把一反应室的混合液提升至设在反应器顶部的气液分离器,被分离出的沼气由气液分离器顶部的沼气排出管排走。分离出的泥水混合液将沿着回流管回到地一反应室的底部,并与底部的颗粒污泥和进水充分混合,实现地一反应室混合液的内部循环。IC反应器的命名由此得来。内循环的结果是,地一反应室不仅有很高的生物量、很长的污泥龄,并具有很大的升流速度,使该室内的颗粒污泥完全达到流化状态,有很高的传质速率,使生化反应速率提高,从而大大提高地一反应室的去除有机物能力。经过一反应室处理过的废水,会自动地进入二反应室继续处理。废水中的剩余有机物可被二反应室内的厌氧颗粒污泥进一步降解,使废水得到更好的净化,提高出水水质。产生的沼气由地二反应室的集气罩收集,通过集气管进入气液分离器。地二反应室的泥水混合液进入沉淀区进行固液分离,处理过的上清液由出水管排走,沉淀下来的污泥可自动返回二反应室。这样,废水就完成了在 IC反应器内处理的全过程。

    综上所述可以看出,IC反应器实际上是由两个上下重叠的 UASB 反应器串联组成的。由下面地一个 UASB 反应器产生的沼气作为提升的内动力,使升流管与回流管的混合液产生密度差,实现下部混合液的内循环,使废水获得强化预处理。上面的二个UASB 反应器对废水继续进行后处理(或称精处理),使出水达到预期的处理要求。

    二、工作原理

    IC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、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。

    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2厌氧区。该区污泥浓度较低,且废水中大部分有机物已在地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: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。

    四、EGSB反应器优点

    IC反应器的构造及其工作原理决定了其在控制厌氧处理影响因素方面比其它反应器更具有优势。

    (1)容积负荷高:EGSB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)节省投资和占地面积:IC反应器容积负荷率高出普通UASB 反应器3倍左右,其体积相当于普通反应器的1/4—1/3 左右,大大降低了反应器的基建投资;而且EGSB反应器高径比很大(一般为4—8),所以占地面积少。

    (3)抗冲击负荷能力强:处理低浓度废(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(COD=10000—15000mg/L)时,内循环流量可达进水量的10—20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,大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。

    (4)抗低温能力强:温度对厌氧消化的影响主要是对消化速率的影响。EGSB反应器由于含有大量的微生物,温度对厌氧消化的影响变得不再显著和严重。通常EGSB反应器厌氧消化可在常温条件(20—25 ℃)下进行,这样减少了消化保温的困难,节省了能量。

    (5)具有缓冲pH值的能力:内循环流量相当于地1 厌氧区的出水回流,可利用COD转化的碱度,对pH值起缓冲作用,使反应器内pH值保持好状态,同时还可减少进水的投碱量。

    (6)内部自动循环,不必外加动力:普通厌氧反应器的回流是通过外部加压实现的,而IC反应器以自身产生的沼气作为提升的动力来实现混合液内循环,不必设泵强制循环,节省了动力消耗。

    (7)出水稳定性好:利用二级UASB串联分级厌氧处理,可以补偿厌氧过程中K s高产生的不利影响。Van Lier[6]在1994年证明,反应器分级会降低出水VFA浓度,延长生物停留时间,使反应进行稳定。

    (8)启动周期短:EGSB反应器内污泥活性高,生物增殖快,为反应器快速启动提供有利条件。EGSB反应器启动周期一般为1~2个月,而普通UASB启动周期长达4~6个月。

    五、适应范围

    IC厌氧反应器是一种多级内循环反应器,为三代厌氧反应器的代表类型(UASB为地二代厌氧反应器的代表类型),与二代厌氧反应器相比,它具有占地少、有机负荷高、抗冲击能力更强,性能更稳定、操作管理更简单。当COD为10000-15000mg/1时的高浓度有机废水;二代UASB反应器一般容积负荷为5-8kgCOD/m3;第三代EGSB厌氧反应器容积负荷率可达15-30kgCOD/m3。EGSB厌氧反应器适用于有机高浓度废水,如,玉米淀粉废水、柠檬酸废水、啤酒废水、土豆加工废水、酒精废水。

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