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IC反應器【內循環厭氧反應器】設計規範、原理、優缺點

來源:珠海AG亚游集团環保工程有限公司 發表時間:2017-03-02 16:09:24 訪問次數:
IC反應器簡介

IC反應器【內循環厭氧反應器】是20世紀80年代中期荷蘭Paques BV公司開發的一種成為內循環(Internal circulation)反應器,簡稱IC反應器。

IC反應器設計基本構造與工作原理

IC反應器是基於UASB反應器顆粒化和三相分離器的概念而改進的新型反應器,可看成是由兩個UASB反應器的單元相互重疊而成。它的特點是在一個高的反應器內將沼氣的分離分成兩個階段。底部一個處於極端的高負荷,上部一個處於低負荷。其基本構造如圖所示:

IC反應器構造原理圖
IC反應器構造原理圖

1-進水;2-集氣罩;3-沼氣提升管和回流部分;4-氣液分離器;5-沼氣導管;6-回流管;7-集氣罩;8-集氣管;9-沉澱區;10-出水管;11-氣封。

反應器的構造特點是具有很大的高徑比,一般可達到4-8,高度可達16-25m,從外觀看,就象一個厭氧生化反應塔。IC反應器從功能上講由四個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係統。

1、混合區:由反應器的底部進入的汙水與顆粒汙泥和內部氣體循環所帶回的出水有效地混合,使進水得到有效地稀釋和均化。

2、汙泥膨脹床部分:由包含高濃度的顆粒汙泥膨脹床所構成。床的膨脹或流化是由於進水的上升流速、回流和產生的沼氣所造成。廢水和汙泥之間有效地接觸使得汙泥具有高的活性,可獲得高的有機負荷和轉化效率。

3、精處理部分:在這一區域內,由於低的汙泥負荷率,相對長的水力停留時間和推流的流態特性,產生了有效的後處理。另外由於沼氣產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反應器條件相比,反應器的負荷率較高,但因內部循環流體不經過這一區域,因此在精處理區的上升流速也較低,這兩點為固體停留提供了最佳的條件。

4、回流係統:內部的回流是利用氣提原理,因為在上部和下層的氣室間存在著壓力差。回流的比例是由產其量所決定的。

由IC反應器構造原理圖可知,進水(1)用泵由反應器底部進入第一反應室,與該室內的厭氧顆粒汙泥均勻混合。廢水中的大部分有機物在這裏被轉化為沼氣,所產生的沼氣被第一厭氧反應室的集氣罩(2)收集,沼氣將沿著提升管(3)上升。沼氣上升的同時,把第一反應室的混合液提升至設在反應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)回到第一反應室的底部,並於底部的顆粒汙泥進行充分混合,實現了第一反應室混合液的內部循環。IC反應器的命名也由此而來。內循環的結果,第一厭氧反應室不僅有很高的生物量,很長的汙泥齡,並具有很大的升流速度,使該室內的顆粒汙泥完全達到流化狀態,有很高的傳質速率,使生化反應速率提高,從而大大提高第一反應室的去除有機物的能力

經過第一厭氧反應室處理過的廢水,會自動的進入第二厭氧室被繼續進行處理。廢水中的剩餘有機物可被第二反應室的厭氧顆粒汙泥進一步的降解,使廢水得到更好的淨化,提高了出水水質。產生的沼氣由第二厭氧反應室的集氣罩(7)收集,通過集氣管(8)進入氣液分離器(4)。第二反應室的泥水混合液進入沉澱區(9)進行固液分離,處理過的上清液由出水管(10)排走,沉澱下來的汙泥自動返回第二反應室。這樣,廢水就完成了在IC反應器內處理的全過程。

IC反應器優缺點

IC反應器優點


(1)容積負荷率高,水力停留時間短。

(2)基建投資省,占地麵積小。由於IC反應器的容積負荷率高,故對於處理相同COD總量的廢水,其體積僅為普通UASB反應器的30-50%左右,降低了基建投資。同時由於IC反應器具有很大的高徑比,所以占地麵積特別省,非常適用於一些占地麵積緊張的廠礦企業采用。

(3)節省能耗。由於IC反應器是以自身產生的沼氣作為提升的動力實現混合液的內循環,不必另設水泵實現強製循環,故可節省能耗。 (4)抗衝擊負荷能力強。由於IC反應器實現了內循環,內循環液與進水在第一反應室充分混合,使原廢水中的有害物質得到充分稀釋,大大降低了有害程度,從而提高了反應器的耐衝擊負荷的能力。 (5)具有緩衝pH值變化的能力。IC反應器可充分利用循環回流的堿度,對pH起緩衝作用,使反應器內的pH值保持穩定,從而節省進水的投堿量,降低運行費用。

(6)出水水質穩定。IC反應器相當於兩級 UASB藝處理,下麵一個的有機負荷率高,起“粗”處理作用,上麵一個有機負荷率低,起“精” 處理作用,故比一般的單級處理的穩定性好,出水水質穩定。

IC反應器缺點

經汙泥分析表明,IC反應器比UASB反應器內含有的細微顆粒汙泥(形成大顆粒汙泥的前體)濃度高,加上水力停留時間相對短,高徑比大,所以IC反應器的出水中含有更多的細微顆粒汙泥,這使後續沉澱處理設備成為必要。

IC反應器的處理效能

與UASB反應器相比,在獲得相同處理效率條件下,IC反應器具有更高的進水容積負荷率汙泥負荷率,IC反應器的平均升流速度可達處理同類廢水UASB反應器的20倍左右。在處理同類廢水時,IC反應器的高度為UASB反應器高的3~4倍,進水容積負荷率約為UASB反應器的4倍左右,汙水處理效率為UASB反應器的3~9倍。由此可見IC反應器是一種非常高效能的厭氧反應器,由於IC反應器的高效能和大的高徑比,可大大節省占地麵積和節省投資。

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