工艺技术厌氧内循环[IC]反应器技术

查看全部 · 发表于 2021-4-11 20:44:03

厌氧内循环[IC]反应器（internal circulation）是新一代高效厌氧反应器，即内循环厌氧反应器，相似由2层UASB反应器串联而成，用于有机高浓度废水，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。

厌氧内循环[IC]反应器当前在造纸行业应用较多的是用各类废纸作原料的造纸企业，处理的目的包括实现一般的达标排放，通过治理后的废水回用，从而达到节水和治污的双重目的。

IC反应器工作原理

IC反应器构造的特点是具有很大的高径比，一般可达4-8，反应器的高度达到20m左右。

它是由 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、第1厌氧区、第2厌氧区、沉淀区和气液分离区。整个反应器由第一厌氧反应室和第二厌氧反应室叠加而成。每个厌氧反应室的顶部各设一个气、固、液三相分离器。

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第一级三相分离器主要分离沼气和水，第二级三相分离器主要分离污泥和水，进水和回流污泥在第一厌氧反应室进行混合。第一反应室有很大的去除有机能力，进入第二厌氧反应室的废水可继续进行处理，去除废水中的剩余有机物，提高出水水质。

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有效地在此区混合。

第1厌氧区：混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，大部分有机物转化为沼气。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至顶部的气液分离区。

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最下端的混合区，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。

第2厌氧区：经第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第2厌氧区。该区污泥浓度较低，且废水中大部分有机物已在第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，对第2厌氧区的扰动很小，这为污泥的停留提供了有利条件。

沉淀区：第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第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SRT及HRT，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。

IC厌氧反应器优点

IC厌氧反应器相对于其他同类产品有以及下几个显著优点：

（1）具有很高的容积负荷率。

由于IC反应器存在着内循环，第一反应室有很高的升流速度，传质效果很好，污泥活性很高，因而其有机容积负荷率比普通UASB反应器高许多，一般高出3倍以上。处理高浓度有机废水，如土豆加工废水，当COD为10000～15000mg/L时，进水容积负荷率可达8～20kgCOD/（m 3 •d）。处理低浓度有机废水，如啤酒废水，当 COD为2000～ 3000mg/L时，进水容积负荷率可达5--10kgCOD/（m 3 •d），HRT仅2～3h，COD去除率可达80%左右。

（2）节省基建投资和占地面积

由于 IC 反应器的容积负荷率大大高于 UASB 反应器，IC反应器的有效体积仅为UASB反应器的1/4～1/3，所以可显著降低反应器的基建投资。由于IC反应器不仅体积小，而且有很大的高径比，所以占地面积特别省，非常适用于占地面积紧张的厂矿企业。小型的 IC 反应器可以工厂预制，大型的可在现场制作，施工工期短，安装简便，且IC反应器的土方量很小，可节省施工费用。

（3）靠沼气提升实现内循环

不必外加动力厌氧流化床和膨胀颗粒污泥床的流化是通过出水回流由泵加压实现强制循环的，因此必须消耗一部分动力。而 IC 反应器是以自身产生的沼气通过绝热膨胀做功为动力实现混合液的内循环的，不必另设泵进行强制内循环，从而可节省能耗。

（4）抗冲击负荷能力强

由于IC反应器实现了内循环，处理低浓度水（如啤酒废水）时，循环流量可达进水流量的 2 ～ 3 倍;处理高浓度水（如土豆加工废水）时，循环流量可达进水流量的10～20倍。因为循环流量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，降低了有害程度，并可防止局部酸化发生，从而提高了反应器的耐冲击负荷的能力。

（5）具有缓冲 pH 能力

内循环流量相当于第一级厌氧的出水回流量，可利用 COD 转化的碱度，对 pH 起缓冲作用，使反应器内的 pH 保持稳定。处理缺乏碱度的废水时，可减少进水的投碱量。

（6）出水的稳定性好于UASB

反应器的第一、二反应室，相当于上下两个 UASB 反应器，它们串联运行，第一反应室有很高的有机容积负荷率，相当于起“粗”处理作用，第二反应室则具有较低的有机容积负荷率，相当于起“精”处理作用。整个 IC 反应器实际上是两级厌氧处理。一般情况下，两级厌氧处理比单级厌氧处理的稳定性好，出水也较稳定。

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