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IC厭氧反應(yīng)器
IC(internal circulation)反應(yīng)器是新一代高效厭氧反應(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。 ...
IC(internal circulation)反應(yīng)器是新一代高效厭氧反應(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。
IC厭氧反應(yīng)器
一、概念
IC(internal circulation)反應(yīng)器是新一代高效厭氧反應(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。其由上下兩個反應(yīng)室組成。廢水在反應(yīng)器中自下而上流動,污染物被細(xì)菌吸附并降解,凈化過的水從反應(yīng)器上部流出。
二、簡介
隨著國家對環(huán)保的日益重視,公司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公司廢水厭氧處理技術(shù)的應(yīng)用足以證明。廢水的厭氧處理技術(shù)以其運行成本低、節(jié)約能源、污泥易于處理等優(yōu)點在廢水處理中正發(fā)揮著越來越大的作用。
UASB與IC在運行上最大的差別表現(xiàn)在抗沖擊負(fù)荷方面,IC可以通過內(nèi)循環(huán)自動稀釋進(jìn)水,有效保證了第一反應(yīng)室的進(jìn)水濃度的穩(wěn)定性。其次是它僅需要較短的停留時間,對可生化性好的廢水的確是優(yōu)點。大家同意因為IC運行穩(wěn)定,抗沖擊負(fù)荷效果好,容積負(fù)荷高,投資省等許多優(yōu)于UASB的優(yōu)點,是否就應(yīng)該因此而放棄再選用UASB了呢?
IC缺點尤其在污水可生化性不是太好的情況下,由于水力停留時間比較短去除率遠(yuǎn)沒有UASB高,增加了好氧的負(fù)擔(dān)。另外,IC由于氣體內(nèi)循環(huán),特別是對進(jìn)水水質(zhì)不太穩(wěn)定的廠,導(dǎo)致IC出水水量極不穩(wěn)定,出水水質(zhì)也相對不穩(wěn)定,有時可能還會出現(xiàn)短暫不出水現(xiàn)象,對后序處理工藝是有影響的。UASB比IC突出優(yōu)點就是去除率高,出水水質(zhì)相對穩(wěn)定。但I(xiàn)C優(yōu)點還是很多的,特別是對于高SS進(jìn)水,比UASB有明顯優(yōu)勢,由于IC上升流速很大,SS不會在反應(yīng)器內(nèi)大量積累,污泥可以保持較高活性。對于有毒廢水也是如此!
IC運行溫度的設(shè)計完全和UASB一樣,在調(diào)試運行上和UASB區(qū)別不大,只是在剛進(jìn)水調(diào)試時盡可能采用水力負(fù)荷高些,然后逐步交互提升水力、有機(jī)負(fù)荷,盡可能在負(fù)荷提升過程中保證第一反應(yīng)室上升流速大于10m/小時,但最大水力負(fù)荷最好控制在20m/小時以下,這樣即保證第一反應(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)器最好保保溫,因為厭氧菌對溫度波動特敏感,對負(fù)荷波動適應(yīng)要相對好的多.其實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沒有太大問題.不是因為上升流速大,會不好控制而延長調(diào)試周期.IC它對進(jìn)水水質(zhì)的要求僅是相對穩(wěn)定就行,它要求高的上升流速僅是滿足第一反應(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)心會有污泥流失,因為內(nèi)部它有兩層三相分離,更何況第一反應(yīng)室產(chǎn)氣量較大,絕大部分沼氣被第一反應(yīng)室分離收集提升到頂部的氣水分離氣包進(jìn)行氣與泥水的分離.第二反應(yīng)室氣量少泥水更易分離沉降.若接種顆粒污泥基本一個月便可達(dá)到設(shè)計負(fù)荷是沒有問題的,絮狀污泥可能需三到五個月.
三、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個區(qū):混合區(qū)、第1厭氧區(qū)、第2厭氧區(qū)、沉淀區(qū)和氣液分離區(qū)。
混合區(qū):反應(yīng)器底部進(jìn)水、顆粒污泥和氣液分離區(qū)回流的泥水混合物有效地在此區(qū)混合。
第1厭氧區(qū):混合區(qū)形成的泥水混合物進(jìn)入該區(qū),在高濃度污泥作用下,大部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣?;旌弦荷仙骱驼託獾膭×覕_動使該反應(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。隨著沼氣產(chǎn)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(qū)。
氣液分離區(qū):被提升的混合物中的沼氣在此與泥水分離并導(dǎo)出處理系統(tǒng),泥水混合物則沿著回流管返回到最下端的混合區(qū),與反應(yīng)器底部的污泥和進(jìn)水充分混合,實現(xiàn)了混合液的內(nèi)部循環(huán)。
第2厭氧區(qū):經(jīng)第1厭氧區(qū)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(jìn)入第2厭氧區(qū)。該區(qū)污泥濃度較低,且廢水中大部分有機(jī)物已在第1厭氧區(qū)被降解,因此沼氣產(chǎn)生量較少。沼氣通過沼氣管導(dǎo)入氣液分離區(qū),對第2厭氧區(qū)的擾動很小,這為污泥的停留提供了有利條件。
沉淀區(qū):第2厭氧區(qū)的泥水混合物在沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離,上清液由出水管排走,沉淀的顆粒污泥返回第2厭氧區(qū)污泥床。
從IC反應(yīng)器工作原理中可見,反應(yīng)器通過2層三相分離器來實現(xiàn)SRT>HRT,獲得高污泥濃度;通過大量沼氣和內(nèi)循環(huán)的劇烈擾動,使泥水充分接觸,獲得良好的傳質(zhì)效果。
四、優(yōu)點
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)器更具有優(yōu)勢。
(1)容積負(fù)荷高:IC反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高,微生物量大,且存在內(nèi)循環(huán),傳質(zhì)效果好,進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷可超過普通厭氧反應(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—3000mg/L)時,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,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,使原水中的有害物質(zhì)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(qiáng):溫度對厭氧消化的影響主要是對消化速率的影響。IC反應(yīng)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(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)具有緩沖pH值的能力:內(nèi)循環(huán)流量相當(dāng)于第1 厭氧區(qū)的出水回流,可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度,對pH值起緩沖作用,使反應(yīng)器內(nèi)pH值保持最佳狀態(tài),同時還可減少進(jìn)水的投堿量。
(6)內(nèi)部自動循環(huán),不必外加動力:普通厭氧反應(yīng)器的回流是通過外部加壓實現(xiàn)的,而IC 反應(yīng)器以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動力來實現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán),不必設(shè)泵強(qiáng)制循環(huán),節(jié)省了動力消耗。
(7)出水穩(wěn)定性好:利用二級UASB串聯(lián)分級厭氧處理,可以補(bǔ)償厭氧過程中K s高產(chǎn)生的不利影響。Van Lier[6]在1994年證明,反應(yīng)器分級會降低出水VFA濃度,延長生物停留時間,使反應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定。
(8)啟動周期短:IC反應(yīng)器內(nèi)污泥活性高,生物增殖快,為反應(yīng)器快速啟動提供有利條件。IC反應(yīng)器啟動周期一般為1~2個月,而普通UASB啟動周期長達(dá)4~6個月[7]。
(9)沼氣利用價值高:反應(yīng)器產(chǎn)生的生物氣純度高,CH4為70%~80%,CO2為20%~30%,其它有機(jī)物為1%~5%,可作為燃料加以利用
IC 反應(yīng)器當(dāng)前在造紙行業(yè)應(yīng)用較多的是用各類廢紙作原料的造紙企業(yè),處理的目的包括實現(xiàn)一般的達(dá)標(biāo)排放,通過治理后的廢水回用,從而達(dá)到節(jié)水和治污的雙重目的。
五、適用范圍
IC厭氧反應(yīng)器是一種高效的多級內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器,為第三代厭氧反應(yīng)器的代表類型(UASB為第二代厭氧反應(yīng)器的代表類型),與第二代厭氧反應(yīng)器相比,它具有占地少、有機(jī)負(fù)荷高、抗沖擊能力更強(qiáng),性能更穩(wěn)定、操作管理更簡單。當(dāng)COD為10000-15000mg/1時的高濃度有機(jī)廢水;第二代UASB反應(yīng)器一般容積負(fù)荷為5-8kgCOD/m3;第三代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)器適用于有機(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。