貴州高濃度污水IC厭氧反應(yīng)器
貴州高濃度污水IC厭氧反應(yīng)器
IC厭氧反應(yīng)器簡介
IC厭氧反應(yīng)器是一種高效的多級內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器，是第三代厭氧反應(yīng)器的典型代表。與前二代厭氧器相比、它具有占地面積少、容積負(fù)荷量高，布水均勻，抗沖擊能力強(qiáng)、性能更穩(wěn)定、操作更簡單的多種優(yōu)勢。例如，當(dāng)COD為10000-15000mg/l時的高濃度有機(jī)廢水，第二代USCB反應(yīng)器一般容積負(fù)荷為5-8kgCODm3.d, 第三代IC厭氧反應(yīng)器容積負(fù)荷可達(dá)到10-18kgCODm3.d。
IC反應(yīng)器工作原理
IC反應(yīng)器構(gòu)造的特點是具有很大的高徑比，一般可達(dá)4-8，反應(yīng)器的高度達(dá)到20m左右。
它相似由2層UASB反應(yīng)器串聯(lián)而成。按功能劃分，反應(yīng)器由下而上共分為5個區(qū)：混合區(qū)、第1厭氧區(qū)、第2厭氧區(qū)、沉淀區(qū)和氣液分離區(qū)。整個反應(yīng)器由第一厭氧反應(yīng)室和第二厭氧反應(yīng)室疊加而成。每個厭氧反應(yīng)室的頂部各設(shè)一個氣、固、液三相分離器。
第一級三相分離器主要分離沼氣和水，第二級三相分離器主要分離污泥和水，進(jìn)水和回流污泥在第一厭氧反應(yīng)室進(jìn)行混合。第一反應(yīng)室有很大的去除有機(jī)能力，進(jìn)入第二厭氧反應(yīng)室的廢水可繼續(xù)進(jìn)行處理，去除廢水中的剩余有機(jī)物，提高出水水質(zhì)。
混合區(qū)：反應(yīng)器底部進(jìn)水、顆粒污泥和氣液分離區(qū)回流的泥水混合物有效地在此區(qū)混合。
第1厭氧區(qū)：混合區(qū)形成的泥水混合物進(jìn)入該區(qū)，在高濃度污泥作用下，大部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣。混合液上升流和沼氣的劇烈擾動使該反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥呈膨脹和流化狀態(tài)，加強(qiáng)了泥水表面接觸，污泥由此而保持著高的活性。隨著沼氣產(chǎn)量的增多，一部分泥水混合物被沼氣提升至頂部的氣液分離區(qū)。
氣液分離區(qū)：被提升的混合物中的沼氣在此與泥水分離并導(dǎo)出處理系統(tǒng)，泥水混合物則沿著回流管返回到下端的混合區(qū)，與反應(yīng)器底部的污泥和進(jìn)水充分混合，實現(xiàn)了混合液的內(nèi)部循環(huán)。
第2厭氧區(qū)：經(jīng)第1厭氧區(qū)處理后的廢水，除一部分被沼氣提升外，其余的都通過三相分離器進(jìn)入第2厭氧區(qū)。該區(qū)污泥濃度較低，且廢水中大部分有機(jī)物已在第1厭氧區(qū)被降解，因此沼氣產(chǎn)生量較少。沼氣通過沼氣管導(dǎo)入氣液分離區(qū)，對第2厭氧區(qū)的擾動很小，這為污泥的停留提供了有利條件。
沉淀區(qū)：第2厭氧區(qū)的泥水混合物在沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離，上清液由出水管排走，沉淀的顆粒污泥返回第2厭氧區(qū)污泥床。
從IC反應(yīng)器工作原理中可見，反應(yīng)器通過2層三相分離器來實現(xiàn)SRT及HRT，獲得高污泥濃度；通過大量沼氣和內(nèi)循環(huán)的劇烈擾動，使泥水充分接觸，獲得良好的傳質(zhì)效果。
IC厭氧反應(yīng)器優(yōu)點
IC厭氧反應(yīng)器相對于其他同類產(chǎn)品有以及下幾個顯著優(yōu)點：
（1）具有很高的容積負(fù)荷率。
由于IC反應(yīng)器存在著內(nèi)循環(huán),第一反應(yīng)室有很高的升流速度,傳質(zhì)效果很好,污泥活性很高,因而其有機(jī)容積負(fù)荷率比普通UASB反應(yīng)器高許多,一般高出3倍以上。處理高濃度有機(jī)廢水,如土豆加工廢水,當(dāng)COD為10000～15000mg/L時,進(jìn)水容積負(fù)荷率可達(dá)30～40kgCOD/（m3•d）。處理低濃度有機(jī)廢水,如啤酒廢水,當(dāng) COD為2000～
3000mg/L時,進(jìn)水容積負(fù)荷率可達(dá)20～50kgCOD /（m3•d）,HRT僅2～3h,COD去除率可達(dá)80%左右。
（2）節(jié)省基建投資和占地面積。
由于 IC 反應(yīng)器的容積負(fù)荷率大大高于 UASB 反應(yīng)器,IC反應(yīng)器的有效體積僅為UASB反應(yīng)器的1/4～1/3,所以可顯著降低反應(yīng)器的基建投資。由于IC反應(yīng)器不僅體積小,而且有很大的高徑比,所以占地面積特別省,非常適用于占地面積緊張的廠礦企業(yè)。小型的 IC 反應(yīng)器可以工廠預(yù)制,大型的可在現(xiàn)場制作,施工工期短,安裝簡便,且IC反應(yīng)器的土方量很小,可節(jié)省施工費用。
（3）靠沼氣提升實現(xiàn)內(nèi)循環(huán)。
不必外加動力厭氧流化床和膨脹顆粒污泥床的流化是通過出水回流由泵加壓實現(xiàn)強(qiáng)制循環(huán)的,因此必須消耗一部分動力。而 IC 反應(yīng)器是以自身產(chǎn)生的沼氣通過絕熱膨脹做功為動力實現(xiàn)混合液的內(nèi)循環(huán)的,不必另設(shè)泵進(jìn)行強(qiáng)制內(nèi)循環(huán),從而可節(jié)省能耗。
（4）抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)
由于IC反應(yīng)器實現(xiàn)了內(nèi)循環(huán),處理低濃度水（如啤酒廢水）時,循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水流量的 2 ～ 3 倍;處理高濃度水（如土豆加工廢水）時,循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水流量的10～20倍。因為循環(huán)流量與進(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,降低了有害程度,并可防止局部酸化發(fā)生,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 能力。
內(nèi)循環(huán)流量相當(dāng)于第一級厭氧的出水回流量,可利用 COD 轉(zhuǎn)化的堿度,對 pH 起緩沖作用,使反應(yīng)器內(nèi)的 pH 保持穩(wěn)定。處理缺乏堿度的廢水時,可減少進(jìn)水的投堿量。
（6）出水的穩(wěn)定性好于IC
反應(yīng)器的第一、二反應(yīng)室,相當(dāng)于上下兩個 UASB 反應(yīng)器,它們串聯(lián)運行,第一反應(yīng)室有很高的有機(jī)容積負(fù)荷率,相當(dāng)于起“粗”處理作用,第二反應(yīng)室則具有較低的有機(jī)容積負(fù)荷率,相當(dāng)于起“精”處理作用。整個 IC 反應(yīng)器實際上是兩級厭氧處理。一般情況下,兩級厭氧處理比單級厭氧處理的穩(wěn)定性好,出水也較穩(wěn)定。
IC厭氧反應(yīng)器的運行控制要點
主要有以下幾點：
1、 污泥菌種
厭氧污泥中具有處理污染物能力的就是細(xì)菌等有機(jī)物質(zhì)，菌群的組成及菌種的成分決定了其顆粒強(qiáng)度、產(chǎn)甲烷活性及對污水的適應(yīng)能力。一般來說，厭氧顆粒污泥中有機(jī)物成分占70%左右，污泥外部菌種主要為絲菌，污泥內(nèi)部主要為桿菌、球菌等。
2、 pH值
反應(yīng)器進(jìn)水PH值一般應(yīng)控制在6.5~7.5之間，過高或過低的PH值都會對工藝造成影響，主要體現(xiàn)在對厭氧菌（主要是產(chǎn)甲烷菌）活性的影響，包括：
a、影響菌體及酶系統(tǒng)的功能和活性。
b、影響環(huán)境的氧化還原電位。
c、影響基質(zhì)的活性，產(chǎn)甲烷菌的這些性質(zhì)功能遭到破壞后，處理COD的活性就會大大降低。
3、 溫度
反應(yīng)器進(jìn)水溫度要求控制在35~38之間。因為產(chǎn)甲烷菌大多數(shù)都屬于中溫菌，在這個范圍內(nèi)，其處理效率是很高的。當(dāng)溫度高于40℃時，處理效率會急劇下降。
4、 容積負(fù)荷
厭氧反應(yīng)器具有很高的容積負(fù)荷，一般情況下為10~18kgCOD/m3/d(不同廠家的IC容積負(fù)荷會有差異，某些品牌的IC容積負(fù)荷可能更高)。短期內(nèi)進(jìn)水負(fù)荷的變化幅度不要過大，要讓厭氧菌有一定的適應(yīng)時間，應(yīng)逐步增加或降低負(fù)荷。如果條件可以，盡量使其負(fù)荷在一個范圍之間趨于穩(wěn)定的狀態(tài)。負(fù)荷過低或過高，都會對IC的正常厭氧處理產(chǎn)生巨大影響。
5、 上升流速
IC 反應(yīng)器的上升流速一般在4~8m/h, 當(dāng)污水的進(jìn)水COD 值濃度較低時，需要提高流量來增加COD 的負(fù)荷率。較高的上升流速會有助于顆粒污泥與有機(jī)物之間的傳質(zhì)過程，避免混合不均勻?qū)υO(shè)備的影響。
厭氧反應(yīng)器的日常至關(guān)重要，我們總結(jié)了一些簡單的觀察點，詳情見下表：
巡查點 | 工藝判斷 |
手摸進(jìn)水管 | 判斷是否堵塞，堵塞的管道通常是冷的 |
罐體四周溫度 | 判斷布水是否均勻 |
聽聽沼氣水封產(chǎn)氣情況 水封液位是否正常 | 判斷進(jìn)水水質(zhì)變化 |
測試進(jìn)水pH | 判斷進(jìn)水是否異常 |
觀察進(jìn)水顏色 | 判斷進(jìn)水是否異常 |
測出水SV、pH | 判斷系統(tǒng)是否正常 |
聽周圍是否有漏氣的聲音，聞異味 | 判斷是否漏氣 |
| 進(jìn)水流量是否穩(wěn)定 | 判斷IC容積負(fù)荷、污泥負(fù)荷是否穩(wěn)定 |
觀察沼氣壓力及產(chǎn)氣是否正常 | 判斷沼氣管道是否通暢 |
定期做不同部位的厭氧污泥SV30，并淘洗觀察變化情況 | 判斷厭氧顆粒污泥的物理性能 |
7、 沼氣處理
做好沼氣排放應(yīng)急措施，當(dāng)沼氣穩(wěn)壓柜或壓力表壓力快速升降時，一定要引起重視。這種情況下，一般會出現(xiàn)沼氣泄漏或沼氣輸送不暢，要迅速查明原因，無論采用放空還是其它手段，務(wù)必確保厭氧反應(yīng)器內(nèi)的沼氣能夠正常排出。
