IC厌氧反应器

    IC厌氧反应器是厌氧反应器，即内循环厌氧反应器，相似由2层UASB反应器串联而成，用于机高浓度废水，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。IC 反应器当前在造纸行业较多的是用各类废纸作原料的造纸企业，处理的包括实现一般的，通过治理后的，从而达到节水和治污的双重。
工作原理
    它相似由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、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，在高浓度污泥下，大部分机物转化为沼气。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。
    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，且废水中大部分机物已在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2厌氧区的扰动很小，这为污泥的停留提供了利条件。
    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，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。

中试与工程应注意的问题
    通过上述实验室里理论的研究和推断，采用厌氧反应器处理城市污水完是可行的。在中试和工程设计中，我们应该从上述分析角度出发，完善厌氧系统，以下措施是必要的：
    1、在反应器的形式上考虑推流式的活塞反应器；
    2、为了减少低浓度时，基质传质速率（包括液相中的机物向菌胶团或颗粒污泥传质以及细胞壁外向细胞壁内传质）对整个反应速率的影响，在反应器底部投加一定数量的活性炭作为载体是非常必要的，但考虑到沼气和布水的影响，投加数量不宜过多，初步考虑为40g/L颗粒状活性炭；
    3、建议在反应器的上部设置气、水、固三相分离系统；
    4、设置一套完善的出水回流系统，并可以调节回流量，用仪表显示并控制；
    5、出水设置MLSS浓度计加以监测，随时了解反应器的污泥情况；
    6、在反应器的底部、中部、部设置碱度监测系统，随时监测反应器内的生物反应条件；
    7、设置一套启动用的营养物质和微量元素添加系统是十分必要的；
    8、设置温度传感器，了解原水水温的变化对反应器的冲击影响；
    9、进水设置流量传感器和机物在线监测仪器，并通过程序加以显示到控制室中，随时计算进水污泥负荷以及上升流速；
    10、必要的预处理措施，比如除渣处理措施；
    11、在北方的废水处理系统，反应器建议修建在室内或采取严密的保温措施；
    12、其他必要的辅助系统，如消除泥水界面泥渣层的喷淋系统。
    同样，一套设计好的系统，没按照反应机理进行的启动，是不能称之为成功的系统的，在这里，根据一些工程实践以及内外一些报道，笔者对厌氧处理低浓度废水时启动提出一些参考性建议（针对生活污水）：
    1、启动时，先投加载体，在投加污泥，污泥的数量按照25KgMLVSS/m3池容计算，投加时的污泥必须通过筛网进行粗渣的清除（这一特点非常重要）；
    2、由于原水具比较好的生化性，进水不需要驯化，但1次进水进满池体后，停止进水，通过临时配备的水下搅拌机进行池底强制搅拌，连续8个小时搅拌以上，停止搅拌静止8个小时，通过排泥管排除池体高2米以上的污泥，再搅拌8个小时，这8个小时同时按照比例投加氮肥和磷肥，投加微量金属元素，池内液相中的COD；
    3、24 个小时后，开始按设计负荷进水并采取一定的出水回流，回流比根据反应器的高度调整；（注意，出水带出来的污泥不要回流）
    4、24个小时后，减少回流比，出水不带泥，如果出水继续带你就停止回流，并进行污泥回流，同时投加营养物质；
    5、连续这样运行一个星期，随时监测各项出水指，以便正确反应反应器内生物的反应状态
    6、作一些镜检。

结论
    通过对厌氧微生物处理污水的机理研究得出，厌氧在常温状态下处理城市污水是可能的，我们在实际中由于种种非生物本身反应的原因而错过了利用厌氧处理城市污水的机会，并且在外已经了成功的厌氧处理城市污水的情况，出水COD<40mg/l。完能满足机物排放，如果加上简短脱硝曝气工艺（在去除了BOD后，只需要1.5H的时间就可以进行NH3-N到NO-N的转化），就是一个非常适合中情的低浓度废水处理工艺，但在设计中，应详细认真的作出设计前的调查和设计后的启动工作。

厌氧反应四个阶段

    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、氢气、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、氢气以及新的细胞物质。

   （4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、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为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。

适用范围

    IC厌氧反应器是一种的多内循环反应器，为三代厌氧反应器的代表类型(UASB为二代厌氧反应器的代表类型)，与二代厌氧反应器相比，它具占地少、机、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时的高浓度机废水;二代UASB反应器一般容积负荷为5-8kgCOD/m3;三代AIC厌氧反应器容积负荷率可达15-30kgCOD/m3。IC厌氧反应器适用于机高浓度废水，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。

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。
   （1）容积：IC反应器内污泥浓，微生物量大，且存在内循环，传质，进水机负荷可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IC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：处理低浓度废水（COD=2000—3000mg/L）时，反应器内循环流量可达进水量的2—3 倍；处理高浓度废水（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。IC反应器由于含大量的微生物，温度对厌氧消化的影响变得不再突出和严重。通常IC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）具缓冲pH值的能力：内循环流量相当于1 厌氧区的出水回流，可利用COD转化的碱度，对pH值起缓冲，使反应器内pH值保持好的状态，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：利用二UASB串联分厌氧处理，可以补偿厌氧过程中K s高产生的不利影响。Van Lier在1994年证明，反应器分会降低出水VFA浓度，延长生物停留时间，使反应进行稳定。
   （8）启动周期短：IC反应器内污泥活性高，生物增殖快，为反应器快速启动提供利条件。IC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。
   （9）沼气利用价值高：反应器产生的生物气纯，CH4为70%～80%，CO2为20%～30%，其它机物为1%～5%，可作为燃料加以利用

IC厌氧反应器

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