IC反應(yīng)器【內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器】設(shè)計(jì)規(guī)范、原理、優(yōu)缺點(diǎn)
IC反應(yīng)器簡介
IC反應(yīng)器【內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器】是20世紀(jì)80年代中期荷蘭Paques BV公司開發(fā)的一種成為內(nèi)循環(huán)（Internal circulation）反應(yīng)器，簡稱IC反應(yīng)器。
IC反應(yīng)器設(shè)計(jì)基本構(gòu)造與工作原理
IC反應(yīng)器是基于UASB反應(yīng)器顆?；腿喾蛛x器的概念而改進(jìn)的新型反應(yīng)器，可看成是由兩個(gè)UASB反應(yīng)器的單元相互重疊而成。它的特點(diǎn)是在一個(gè)高的反應(yīng)器內(nèi)將沼氣的分離分成兩個(gè)階段。底部一個(gè)處于極端的高負(fù)荷，上部一個(gè)處于低負(fù)荷。其基本構(gòu)造如圖所示：
IC反應(yīng)器構(gòu)造原理圖
1-進(jìn)水；2-集氣罩；3-沼氣提升管和回流部分；4-氣液分離器；5-沼氣導(dǎo)管；6-回流管；7-集氣罩；8-集氣管；9-沉淀區(qū)；10-出水管；11-氣封。
反應(yīng)器的構(gòu)造特點(diǎn)是具有很大的高徑比，一般可達(dá)到4-8，高度可達(dá)16-25m，從外觀看，就象一個(gè)厭氧生化反應(yīng)塔。IC反應(yīng)器從功能上講由四個(gè)不同的功能部分組成：即混合部分、膨脹床部分、精處理部分、回流系統(tǒng)。
1、混合區(qū)：由反應(yīng)器的底部進(jìn)入的污水與顆粒污泥和內(nèi)部氣體循環(huán)所帶回的出水有效地混合，使進(jìn)水得到有效地稀釋和均化。
2、污泥膨脹床部分：由包含高濃度的顆粒污泥膨脹床所構(gòu)成。床的膨脹或流化是由于進(jìn)水的上升流速、回流和產(chǎn)生的沼氣所造成。廢水和污泥之間有效地接觸使得污泥具有高的活性，可獲得高的有機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)化效率。
3、精處理部分：在這一區(qū)域內(nèi)，由于低的污泥負(fù)荷率，相對長的水力停留時(shí)間和推流的流態(tài)特性，產(chǎn)生了有效的后處理。另外由于沼氣產(chǎn)生的擾動在精處理部分較低，使得生物可降解COD幾乎全部去除。雖然與UASB反應(yīng)器條件相比，反應(yīng)器的負(fù)荷率較高，但因內(nèi)部循環(huán)流體不經(jīng)過這一區(qū)域，因此在精處理區(qū)的上升流速也較低，這兩點(diǎn)為固體停留提供了最佳的條件。
4、回流系統(tǒng)：內(nèi)部的回流是利用氣提原理，因?yàn)樵谏喜亢拖聦拥臍馐议g存在著壓力差?；亓鞯谋壤怯僧a(chǎn)其量所決定的。
由IC反應(yīng)器構(gòu)造原理圖可知，進(jìn)水（1）用泵由反應(yīng)器底部進(jìn)入第一反應(yīng)室，與該室內(nèi)的厭氧顆粒污泥均勻混合。廢水中的大部分有機(jī)物在這里被轉(zhuǎn)化為沼氣，所產(chǎn)生的沼氣被第一厭氧反應(yīng)室的集氣罩（2）收集，沼氣將沿著提升管（3）上升。沼氣上升的同時(shí)，把第一反應(yīng)室的混合液提升至設(shè)在反應(yīng)器頂部上的氣液分離器（4），被分離出的沼氣由氣液分離器頂部的沼氣排氣管（5）排走。分離出的泥水混合液將沿著回流管（6）回到第一反應(yīng)室的底部，并于底部的顆粒污泥進(jìn)行充分混合，實(shí)現(xiàn)了第一反應(yīng)室混合液的內(nèi)部循環(huán)。IC反應(yīng)器的命名也由此而來。內(nèi)循環(huán)的結(jié)果，第一厭氧反應(yīng)室不僅有很高的生物量，很長的污泥齡，并具有很大的升流速度，使該室內(nèi)的顆粒污泥完全達(dá)到流化狀態(tài)，有很高的傳質(zhì)速率，使生化反應(yīng)速率提高，從而大大提高第一反應(yīng)室的去除有機(jī)物的能力。
經(jīng)過第一厭氧反應(yīng)室處理過的廢水，會自動的進(jìn)入第二厭氧室被繼續(xù)進(jìn)行處理。廢水中的剩余有機(jī)物可被第二反應(yīng)室的厭氧顆粒污泥進(jìn)一步的降解，使廢水得到更好的凈化，提高了出水水質(zhì)。產(chǎn)生的沼氣由第二厭氧反應(yīng)室的集氣罩（7）收集，通過集氣管（8）進(jìn)入氣液分離器（4）。第二反應(yīng)室的泥水混合液進(jìn)入沉淀區(qū)（9）進(jìn)行固液分離，處理過的上清液由出水管（10）排走，沉淀下來的污泥自動返回第二反應(yīng)室。這樣，廢水就完成了在IC反應(yīng)器內(nèi)處理的全過程。
IC反應(yīng)器優(yōu)缺點(diǎn)
IC反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)
（1）容積負(fù)荷率高，水力停留時(shí)間短。
（2）基建投資省，占地面積小。由于IC反應(yīng)器的容積負(fù)荷率高，故對于處理相同COD總量的廢水，其體積僅為普通UASB反應(yīng)器的30-50％左右，降低了基建投資。同時(shí)由于IC反應(yīng)器具有很大的高徑比，所以占地面積特別省，非常適用于一些占地面積緊張的廠礦企業(yè)采用。
（3）節(jié)省能耗。由于IC反應(yīng)器是以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動力實(shí)現(xiàn)混合液的內(nèi)循環(huán)，不必另設(shè)水泵實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制循環(huán)，故可節(jié)省能耗。 （4）抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。由于IC反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了內(nèi)循環(huán)，內(nèi)循環(huán)液與進(jìn)水在第一反應(yīng)室充分混合，使原廢水中的有害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低了有害程度，從而提高了反應(yīng)器的耐沖擊負(fù)荷的能力。 （5）具有緩沖pH值變化的能力。IC反應(yīng)器可充分利用循環(huán)回流的堿度，對pH起緩沖作用，使反應(yīng)器內(nèi)的pH值保持穩(wěn)定，從而節(jié)省進(jìn)水的投堿量，降低運(yùn)行費(fèi)用。
（6）出水水質(zhì)穩(wěn)定。IC反應(yīng)器相當(dāng)于兩級 UASB藝處理，下面一個(gè)的有機(jī)負(fù)荷率高，起“粗”處理作用，上面一個(gè)有機(jī)負(fù)荷率低，起“精” 處理作用，故比一般的單級處理的穩(wěn)定性好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。
IC反應(yīng)器缺點(diǎn)
經(jīng)污泥分析表明，IC反應(yīng)器比UASB反應(yīng)器內(nèi)含有的細(xì)微顆粒污泥（形成大顆粒污泥的前體）濃度高，加上水力停留時(shí)間相對短，高徑比大，所以IC反應(yīng)器的出水中含有更多的細(xì)微顆粒污泥，這使后續(xù)沉淀處理設(shè)備成為必要。
IC反應(yīng)器的處理效能
與UASB反應(yīng)器相比，在獲得相同處理效率條件下，IC反應(yīng)器具有更高的進(jìn)水容積負(fù)荷率和污泥負(fù)荷率，IC反應(yīng)器的平均升流速度可達(dá)處理同類廢水UASB反應(yīng)器的20倍左右。在處理同類廢水時(shí)，IC反應(yīng)器的高度為UASB反應(yīng)器高的3~4倍，進(jìn)水容積負(fù)荷率約為UASB反應(yīng)器的4倍左右，污水處理效率為UASB反應(yīng)器的3~9倍。由此可見IC反應(yīng)器是一種非常高效能的厭氧反應(yīng)器，由于IC反應(yīng)器的高效能和大的高徑比，可大大節(jié)省占地面積和節(jié)省投資。
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