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一文看懂IC 厌氧反应器结构及其优缺点

文章出处:管理员 人气: 发表时间:2019-04-14 20:03
1、IC 反应器的内部图解
 
厌氧内循环反应器简称 IC 反应器,是基于 UASB 反应器颗粒化和三相分离器的概念而改进的新型反应器,可看成是由两个 UASB 反应器的单元相互重叠而成。它的特点是在一个高的反应器内将沼气的分离分成两个阶段。底部一个处于极端的高负荷,上部一个处于低负荷。其基本构造如图所示。

1 - 进水; 2 - 集气罩 3 - 沼气提升管和回流部分;4 - 气液分离器 ;5 - 沼气导管; 6 - 回流管;7 - 集气罩;8 - 集气管;9 - 沉淀区;10 - 出水管;11 - 气封。
 
IC 反应器的构造特点是具有很大的高径比,一般可达到 4-8,高度可达 16-25m,从外观看,就象一个厌氧生化反应塔。IE 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气体循环所带回的出水有效地混合,使进水得到有效地稀释和均化。
 
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、回流和产生的沼气所造成。废水和污泥之间有效地接触使得污泥具有高的活性,可获得高的有机负荷和转化效率。
 
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特性,产生了有效的后处理。另外由于沼气产生的扰动在精处理部分较低,使得生物可降解 COD 几乎全部去除。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最佳的条件。
 
4、回流系统:内部的回流是利用气提原理,因为在上部和下层的气室间存在着压力差。回流的比例是由产其量所决定的。
 
大部分有机物(BOD 和 COD)是在 IC 反应器下部的颗粒污泥膨胀床内降解为生物沼气的(甲烷),沼气经由第一部分分离器收集,通过气体升力携带水和污泥进入气体上升管,至位于 IE 反应器顶部的液气分离罐进行液气分离,水与污泥经过中心循环下降管流向反应器底部,形成内循环流。第一级分离气的出流在第二级(上部)处理区得到后续处理,在此,大部分剩余的可降解的有机物(COD 和 BOD)得到进一步降解,所产生的沼气被二级分离器收集,出水通过溢流堰流出反应器。
 
内循环是基于气体上升原理,通过含气体的 “上升管” 和 “下降管” 介质密度的差别产生的,在此不需水泵实现这一内循环,内循环量(速度)通过上升管内沼气的含量,即进水中 COD 浓度的变化实现自我调节。该内循环功能使 IE 反应器具有较灵活的特点,比如:当进水 COD 负荷增高时,沼气产量增大,内循环管内气体上升力增大,经由下降管至下部的循环水进一步稀释了 COD 的浓度。反之,当进水 COD 负荷较小时,较少的沼气产量产生较小的气体上升力,使得较小的循环水流至反应器底部稀释进水 COD 浓度。由此可见,内循环特点可以保证在进水 COD 负荷波动的情况下,实现稳定的 COD 负荷自动调节。
 
2、IC 反应器优缺点
 
IC 反应器的优点主要有以下几点:
 
(1)容积负荷率高,水力停留时间短。
(2)基建投资省,占地面积小。由于 IC 反应器的容积负荷率高,故对于处理相同 COD 总量的废水,其体积仅为普通 UASB 反应器的 30-50%左右,降低了基建投资。同时由于 IC 反应器具有很大的高径比,所以占地面积特别省,非常适用于一些占地面积紧张的厂矿企业采用。
(3)节省能耗。由于 IC 反应器是以自身产生的沼气作为提升的动力实现混合液的内循环,不必另设水泵实现强制循环,故可节省能耗。
(4)抗冲击负荷能力强。由于 IC 反应器实现了内循环,内循环液与进水在第一反应室充分混合,使原废水中的有害物质得到充分稀释,大大降低了有害程度,从而提高了反应器的耐冲击负荷的能力。
(5)具有缓冲 pH 值变化的能力。IC 反应器可充分利用循环回流的碱度,对 pH 起缓冲作用,使反应器内的 pH 值保持稳定,从而节省进水的投碱量,降低运行费用。
(6)出水水质稳定。IC 反应器相当于两级 UASB 艺处理,下面一个的有机负荷率高,起 “粗” 处理作用,上面一个有机负荷率低,起 “精” 处理作用,故比一般的单级处理的稳定性好,出水水质稳定。
IC 反应器存在的缺点为:
 
经污泥分析表明,IC 反应器比 UASB 反应器内含有的细微颗粒污泥(形成大颗粒污泥的前体)浓度高,加上水力停留时间相对短,高径比大,所以 IC 反应器的出水中含有更多的细微颗粒污泥,这使后续沉淀处理设备成为必要。

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