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强效率IC厌氧反应器

IC厌氧反应器的基本原理及点

1.1IC厌氧反应器的基本原理

IC厌氧反应器由两个UASB反应器上下叠加串联而成，其高度可达16～25m，高径比一般为4～8，主要由5个部分组成：布水区、*反应室、二反应室、内循环系统和出水区，其中内循环系统是IC工艺的核心结构。IC厌氧反应器的结构示意图如下。

废水入反应器底部的混合区，并与来自回流管的内循环泥水混合液充分混合后进入*反应室进行污染物的生化降解，此处的COD容积负荷很高，大部分进水COD在此处被降解，并产生大量沼。沼由下层三相分离器收集，并沿着回流管上升。沼上升的同时把*反应室的混合液提升至IC厌氧反应器部的液分离器，沼在此处与泥水分离并被导出反应器。泥水混合物则沿着回流管返回反应器底部，并与进水充分混合进入*反应室，形成内循环。经过*反应室处理过的污水，会自动进入二反应室继续处理。产生的沼由二反应室的集罩收集，通过提升管进入液分离器。二反应室中的混合液在沉淀区进行固液分离，处理过的上清液由出水管出，沉淀的污泥可自动返回到二反应室。

1.2IC厌氧反应器的工艺特点

IC厌氧反应器独的内循环系统，加强了废水中机物和颗粒污泥间的传质，从而大幅提高了反应器的COD容积负荷，IC厌氧反应器的机负荷是普通UASB反应器的3倍左右，同时反应器在去除效果的条件下，能达到较低的水力停留时间。IC厌氧反应器实际上是一种殊的提式反应器，其提升动力源自反应器中的自产沼，这样反应器不必通过外力实现强制循环，节省了能耗。反应器中内循环系统的形成使得反应器内*反应室的实际水量远大于水量，内循环水稀释了进水，提高了反应器的抗冲击能力和酸碱调力。在处理相同的废水时，IC厌氧反应器的容积负荷是普通UASB的4倍左右，因此其所需的体积仅为UASB的1/4～1/3，利于节省基建投资，而且IC厌氧反应器具很大的高径比，占地面积非常小。

2  IC厌氧反应器的启动

由于目前已建立了许多性UASB装置，所以可以采用UASB反应器的颗粒污泥作为IC厌氧反应器启动时的接种污泥。当采用UASB反应器的接种污泥作为IC厌氧反应器的接种污泥时，则从UASB反应器的颗粒污泥演变为IC厌氧反应器的颗粒污泥，一般需要1～2个月的启动过程。丁丽丽等[4]采用UASB中的颗粒污泥接种IC厌氧反应器处理人工合成废水，反应器初次启动在40天内完成。克浩等采用自行设计的一套IC厌氧反应器装置，接种啤酒废水消化污泥，采用人工配水对其进行启动，历时60天时间完成了反应器的启动。IC厌氧反应器的启动时间虽然比UASB要短，但要达到反应器内部的动力内循环仍然需要较长的时间。现今，如何快速地启动反应器成为了学者们研究的热点。

3  内循环反应器的工业

3.1处理酒精废水

酒精是重要的化工原料，于化学工业、食品工业、日用化工、医药卫生等领域。随着石油、煤炭等自然资源逐年减少，且*，可替代能源的发展受到越来越多的关注。酒精燃料是一种可再生的清洁能源，已成为替代能源之一。由此在酒精过程中产生的废水也越来越多，传统的厌氧工艺处理这类高浓度废水效果不理想。中粮生化(北海)能源限采用荷兰帕克IC反应器处理木薯酒精废液，每天处理废水3000m3，进水COD在3～3.5mg/L，COD去除率达到90%。河南天冠燃料乙醇限是一家燃料乙醇企业，引进了IC厌氧反应器，经过一段时间的调试，使容积负荷达到了12kgCOD/m3˙d，COD的去除率达到了93%。

3.2处理生物制药废水

随着生物制药行业的不断发展和壮大，生物制药工业给环境带来的压力越来越突出，目前生物制药工业是环境保护规划治理的12个行业之一。生物制药过程中产生大量废水，且成分复杂，机污染物种类多、浓、色度深，处理难度大，尤其是的制药废水还含生物毒性物质，增加了生物制药废水的处理难度。皖北某将IC反应器用于抗生素废水的处理中，取得了良好的效果，IC反应器对COD的平均去除率达到了78%，出水COD在2000mg/L以下，能满足后续好氧和浮处理负荷的要求，从而确保了整个废水处理系统出水的达标放。

3.3 处理造纸废水

随着社会的进步与发展，人们对纸张的需求日益增大，使得*造纸工业得到迅猛发展。但随着纸张的产量和消费的增加，造纸工业用水量和废水放量也随之增加。造纸工业废水放量大，污染严重。造纸过程中，采用不同的原料或加工工艺的纸浆，其污染物发生量悬殊，各种制浆废水中会多种对生物害物质。在范围内，造纸工业水污染治理已经成为造纸行业乃至整个社会关注的热点，也是造纸工业生存发展的关键。河南新密一家以废旧纸板为原料瓦楞纸的造纸企业利用改进型IC厌氧反应器在常温下处理造纸废水，经过2个月的调试，反应器达到设计负荷12kgCOD/m3˙d。进水COD在10,000mg/L左右，出水COD稳定在1400mg/L左右。

3.4 处理啤酒废水

啤酒废水的高浓度部分来自糖化和发酵车间，其高浓度部分COD浓度为2000～4000mg/L。其低浓度部分的废水量大，COD浓度仅为300～800mg/L。啤酒废水的BOD/COD值在0.7左右，且不含明显抑制厌氧微生物生长的物质，具可生化等点。

已建成的IC厌氧反应器大部分用于处理啤酒废水。目前我已多家啤酒了此工艺。IC厌氧反应器和UASB反应器处理啤酒废水的对比情况见下表所示。由表可见，IC厌氧反应器处理啤酒废水的COD容积负荷可达15～30kg/m3˙d，水力停留时间为2～4.2h，去除率在75%以上，而处理啤酒废水的UASB反应器的COD容积负荷一般仅为4～7kg/(m3˙d)。

强效率IC厌氧反应器

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

IC厌氧反应器工作过程

通过以下的对IC厌氧反应器的描述，您可以很清楚的了解到其所具的优点的基本原理。

一般可以理解为IC是由上、下两个UASB组成两个反应室，下反应室负荷高，上反应室负荷低，在反应器内部，对应分为三个反应区。

高负荷区

借助于本的殊的多旋流式防堵塞的布水系统，高浓度的机废水均匀进入反应器底部，完成与反应器内污泥的充分混合，由于内循环、高的水力负荷和产的搅动，导致反应器底部的污泥膨胀状态良好，使废水与污泥能够充分接触，如此良好的传质和较高的污泥活性才了IC反应器具较高的机负荷。

低负荷区

低负荷区也是精处理区，在这个反应区内水力负荷和污泥负荷较低，产量少，产搅动小，因此可以效的对废水中的机物进行再处理。

沉降区

IC反应器部为污泥沉降区，机物已基本去除的废水中的少量悬浮物在本区内进一步进行沉降，IC出水水质达到规定要求。

废水通过布水系统进入厌氧反应器的下部高负荷区，与颗粒污泥进行充分的混合和传质，将废水中大部分的机物分解，产生大量的沼。沼通过下三相分离器时，由于沼的提升，沼连同一部分混合液被提升到罐部的液分离器，沼在液分离器里被分离出来，分离后的混合液再通过回流管回流到罐的底部，与进入IC厌氧反应器的进水混合，形成了厌氧罐自身的内循环。

废水通过下三相分离器后进入上部低负荷区（精处理区），进一步降解废水中的机物，混合液通过上部的三相分离器时进行颗粒污泥、水、沼的分离，沼通过沼管道出，污泥则回流到厌罐底部保持生物量，而沉淀后的水通过出水堰进入后续构筑物。

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