宜宾市IC厌氧反应器设备

概述

实践表明，一个成功的反应器必须是：①具备良好的截留污泥的性能，以拥足够的生物量；②生物污泥能够与进水基质充分混合接触，以微生物能 够充分利用其活性降解水中的基质。同时，研究人员基于对各类化合物厌氧降解机理研究的进展，从厌氧底物降解途径和动力学两方面入手，分析提高和保持反应器 内微生物活性的可能措施，并与反应器的设计相结合，面提高反应器的性能。

厌氧过程实质是一系列复杂的生化反应，其中的底物、各类中间产物、zui终产物以及各种群的微生物之间相互，形成一个复杂的微生态系统，类似于宏观 生态中的食物链关系，各类微生物间通过营养底物和代谢产物形成共生关系(symbiotic)或共营养关系(symtrophic)。因此，反应器作为提 供微生物生长繁殖的微型生态系统，各类微生物的平稳生长、物质和能量流动的强效顺畅是保持该系统持续稳定的必要条件。如何培养和保持相关类微生物的平衡生长已经成为反应器的设计思路。

IC反应器从功能上讲由四个不同的功能部分组成：

1、混合区：由反应器的底部进入的污水与颗粒污泥和内部体循环所带回的出水效地混合，使进水得到效地稀释和均化。
2、污泥膨胀床部分：由包含高浓度的颗粒污泥膨胀床所构成。床的膨胀或流化是由于进水的上升流速、回流和产生的沼所造成。废水和污泥之间效地接触使得污泥具高的活性，可获得高的机负荷和。
3、精处理部分：在这一区域内，由于低的污泥负荷率，相对长的水力停留时间和推流的流态性，产生了效的后处理。另外由于沼产生的扰动在精处理部分较低，使得生物可降解COD几乎部去除。虽然与UASB反应器条件相比，反应器的负荷率较高，但因内部循环流体不经过这一区域，因此在精处理区的上升流速也较低，这两点为固体停留提供了条件。
4、回流系统：内部的回流是利用提原理，因为在上部和下层的室间存在着压力差。回流的比例是由产其量所决定的。
由IC反应器构造原理进水

（1）用泵由反应器底部进入*反应室，与该室内的厌氧颗粒污泥均匀混合。废水中的大部分机物在这里被转化为沼，所产生的沼被*厌氧反应室的集罩

（2）收集，沼将沿着提升管

（3）上升。沼上升的同时，把*反应室的混合液提升至设在反应器部上的液分离器

（4）被分离出的沼由液分离器部的沼管

（5）走。分离出的泥水混合液将沿着回流管

（6）回到*反应室的底部，并于底部的颗粒污泥进行充分混合，实现了*反应室混合液的内部循环。

（7）收集，通过集管

（8）进入液分离器二反应室的泥水混合液进入沉淀区

（9）进行固液分离，处理过的上清液由出水管

（10）走，沉淀下来的污泥自动返回二反应室。这样，废水就完成了在IC反应器内处理的过程。

优点：

   CSTR工艺可以处理高悬浮固体含量的原料，消化器内物料均匀分布，避免了分层状态，增加了物料和微生物接触的机会。利用机械搅拌系统，使得液面上的机悬浮物循环到反应器的下部，逐渐完反应，避免了反应器液面上的“结盖现象”。利用产生沼发电余热对反应器外部的保温加热系统进行保温，大大提高了产率和投资利用率，同时使得反应器一年四季均可正常工作。该工艺占地少、成本低，是目前上的厌氧反应器之一。

使用领域：于屠宰废水，牛、猪、鸡等养殖场中畜禽粪便的处理和沼、发电工程；城市生活污泥等SS较多的高浓度机废水处理工程

启动的要点

   ①启动一定要逐步进行，留充裕的时间，并不能期望很短时间进入加料达到厌氧降解的目标 。因为启动实际上是使菌从休眠状态恢复，即活化的过程。启动中菌、驯化、增殖过程都在进行，原厌氧污泥中浓度较低的甲烷菌的增长速度相对于产酸菌要慢的多。因此，这时负荷一般不能高，时间不能短，每次进料要少，间隔时间要长。

   ②混合进液浓度一定要控制在较低水平，一般COD浓度为1000-5000mg/L，当过5000mg/L，应进行出水循环和加水稀释至要求。

   ③若混合液中亚硫酸盐浓度大于200mg/L时，则亦应稀释至100mg/L以下才能进液。

   ④负荷增加操作方式：启动初期容积负荷可从0.2-0.5kgCOD/m3?d开始，当生物降解能力达到80%以上时，再逐步加大。若低负荷进料，厌氧过程仍不正常COD不能消化，则进料间断时间应延长24h或2-3d，检查消化降解的主要指标测量VFA浓度，启动阶段VFA应保持在3mmoL/L以下。

   ⑤当容积负荷走到2.0kgCOD/m3?d后，每次进料负荷可增大，但不过20%，只当进料增大，而VFA浓度且维持不变，或仍维持在﹤3mmoL/L水平时，进料量才能不断增大进液间隔才能不断减少。

   IC厌氧反应器是继UASB、EGSB之后的一种厌氧反应器。它通过上下两层集罩把反应器分为上下两个室，两个室通过内循环装置组合在一起。

   进入IC厌氧反器的机物大部分在下反应室被消化，所产生的沼被下层集罩阻隔收集进入提升管，由于提升管内外液体存在密度差，促使发酵液不断被提升至液分离器，分离沼后又回流到下反应室，形成了发酵液的连续循环。

   鉴于内循环发生在下反应室，故下反应室较高的水力负荷，高水力负荷和高产负荷使污泥与机物充分混合，使污泥处于充分的膨胀状态，传质速率高，大大提高了厌氧消化速率和机负荷。

   上反应室是反应器的低负荷区，它只是消化下反应室少量来不及消化的机物，沼产量少。产负荷低，内循环不进入上反应室，上反应室较低的产负荷和较低的水力负荷利于污泥的沉降和滞留，从而能维持反应器内较高的污泥浓度。

  由于厌氧消化速率取决于污泥浓度和传质速率，影响传质的因素是产负荷和水力负荷，它们一方面是强化传质的重要因素，又是造成污泥流失的根本原因，而IC厌氧应器由于了内循环装置，改变了产负荷与水力负荷的方向，在高负荷下能避免污泥的流失，在一定程度上实现了“高负荷与污泥流失相分离”，从而使IC厌氧反器具比UASB、EGSB更高的机负荷

   一般来说，废水中复杂机物物料比较多，通过厌氧分解分四个阶段加以降解：

（1）水解阶段：高分子机物由于其大分子体积，不能直接通过厌氧菌的细胞壁，需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。废水中特例的机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被分解成短肽和氨基酸。分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。

（2）酸化阶段：上述的小分子机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢、氨、硫化氢等产物产生。

（3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢以及新的细胞物质。

（4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。这一阶段也是整个厌氧过程较为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。

再上述四个阶段中，人认为二个阶段和三个阶段可以分为一个阶段，在这两个阶段的反应是在同一类细菌体类完成的。前三个阶段的反应速度很快，如果用莫诺方程来模拟前三个阶段的反应速率的话，Ks（半速率常数）可以在50mg/l以下，μ可以达到5KgCOD/KgMLSS.d。而四个反应阶段通常很慢，同时也是较为重要的反应过程，在前面几个阶段中，废水的中污染物质只是形态上发生变化，COD几乎没什么去除，只是在四个阶段中污染物质变成甲烷等体，使废水中COD大幅度下降。同时在四个阶段产生大量的碱度这与前三个阶段产生的机酸相平衡，维持废水中的PH稳定，反应的连续进行。

三 水解反应

水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化成简单的溶解性单体和二聚体的过程。水解反应针对不同的废水类型差别很大，这要取决于胞外酶能否效的接触到底物。因此，大的颗粒比小颗粒底物要难降解很多，比如造纸废水、印染废水和制药废水的木质素、大分子纤维素就很难水解。

水解速度的可由以下动力学方程加以描述：

ρ=ρo/(1+Kh.T)

ρ ——可降解的非溶解性底物浓度（g/l）；

ρo———非溶解性底物的初始浓度（g/l）；

Kh——水解常数（d－1）；

T——停留时间（d）。

宜宾市IC厌氧反应器设备

工艺操作条件

Ⅰ、生物量--大小以污泥浓度表示，一般介于10~30gvss/L之间，为防止反应器中污泥流失，可采用装入填料介质使细菌附着挂膜，调节水流速度或污泥回流量。

Ⅱ、负荷率--表示消化装置处理能力的一个参数，负荷率三种表示方法:

①容积负荷率--反应器单位效容积在单位时间内接纳的机物量kg/m3·d。

②污泥负荷率--反应器内单位重的污泥在单位时间内接纳的机物量kg/kg·d。

③投配率--每天向单位效容积投加的材料的体积m3/m3·d。

投配率的倒数为平均停留时间或消化时间，单位为d(天)，投配率池可用百分率表示。

   污泥菌种的成分：厌氧污泥中具处理污染物能力的就是细菌等机物质，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，污泥中机物 的成分占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。 除了以上这些因素外，IC反应器的控制条件还很多，如进水COD浓度，污泥颗粒化程度等等，工艺正常，每个工艺条件都是*的，因为各个条件之间是环环相扣的的关系，一个参数出了问题，所的问题就都会显现出来。为了避免问题的出现，就应该及时监测、化验、分析，发现异常现象，立即采取措施进行处理，防止更多问题的出现。

污水经过厌氧反应器处理后，会进入好氧段进行氧化处理。好氧段分为两个部分,即兼氧池和曝池，兼氧池作为厌氧段与好氧段过度过成，主要用于处理N、P等富营养化物质，根据硝化和反硝化去处富营养化物质；曝池是利用好氧菌去处余下的机物质，利用氧化把机物转化为自身组成物质和二氧化碳。好氧阶段污泥净化过成一般包括絮凝吸附、生物代谢、泥水分离等几个部分，

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