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IC反应器【内循环厌氧反应器】设计规范、原理、优缺点

来源:珠海国敖环保工程有限公司 发表时间:2017-03-02 访问次数:
IC反应器简介

IC反应器【内循环厌氧反应器】是20世纪80年代中期荷兰Paques BV公司开发的一种成为内循环(Internal circulation)反应器,简称IC反应器。

IC反应器设计基本构造与工作原理

IC反应器是基于UASB反应器颗粒化和三相分离器的概念而改进的新型反应器,可看成是由两个UASB反应器的单元相互重叠而成。它的特点是在一个高的反应器内将沼气的分离分成两个阶段。底部一个处于极端的高负荷,上部一个处于低负荷。其基本构造如图所示:

IC反应器构造原理图
IC反应器构造原理图

1-进水;2-集气罩;3-沼气提升管和回流部分;4-气液分离器;5-沼气导管;6-回流管;7-集气罩;8-集气管;9-沉淀区;10-出水管;11-气封。

反应器的构造特点是具有很大的高径比,一般可达到4-8,高度可达16-25m,从外观看,就象一个厌氧生化反应塔。IC反应器从功能上讲由四个不同的功能部分组成:即混合部分膨胀床部分精处理部分回流系统。

1、混合区:由反应器的底部进入的污水与颗粒污泥和内部气体循环所带回的出水有效地混合,使进水得到有效地稀释和均化。

2、污泥膨胀床部分:由包含高浓度的颗粒污泥膨胀床所构成。床的膨胀或流化是由于进水的上升流速、回流和产生的沼气所造成。废水和污泥之间有效地接触使得污泥具有高的活性,可获得高的有机负荷和转化效率。

3、精处理部分:在这一区域内,由于低的污泥负荷率,相对长的水力停留时间和推流的流态特性,产生了有效的后处理。另外由于沼气产生的扰动在精处理部分较低,使得生物可降解COD几乎全部去除。虽然与UASB反应器条件相比,反应器的负荷率较高,但因内部循环流体不经过这一区域,因此在精处理区的上升流速也较低,这两点为固体停留提供了最佳的条件。

4、回流系统:内部的回流是利用气提原理,因为在上部和下层的气室间存在着压力差。回流的比例是由产其量所决定的。

由IC反应器构造原理图可知,进水(1)用泵由反应器底部进入第一反应室,与该室内的厌氧颗粒污泥均匀混合。废水中的大部分有机物在这里被转化为沼气,所产生的沼气被第一厌氧反应室的集气罩(2)收集,沼气将沿着提升管(3)上升。沼气上升的同时,把第一反应室的混合液提升至设在反应器顶部上的气液分离器(4),被分离出的沼气由气液分离器顶部的沼气排气管(5)排走。分离出的泥水混合液将沿着回流管(6)回到第一反应室的底部,并于底部的颗粒污泥进行充分混合,实现了第一反应室混合液的内部循环。IC反应器的命名也由此而来。内循环的结果,第一厌氧反应室不仅有很高的生物量,很长的污泥龄,并具有很大的升流速度,使该室内的颗粒污泥完全达到流化状态,有很高的传质速率,使生化反应速率提高,从而大大提高第一反应室的去除有机物的能力

经过第一厌氧反应室处理过的废水,会自动的进入第二厌氧室被继续进行处理。废水中的剩余有机物可被第二反应室的厌氧颗粒污泥进一步的降解,使废水得到更好的净化,提高了出水水质。产生的沼气由第二厌氧反应室的集气罩(7)收集,通过集气管(8)进入气液分离器(4)。第二反应室的泥水混合液进入沉淀区(9)进行固液分离,处理过的上清液由出水管(10)排走,沉淀下来的污泥自动返回第二反应室。这样,废水就完成了在IC反应器内处理的全过程。

IC反应器优缺点

IC反应器优点


(1)容积负荷率高,水力停留时间短。

(2)基建投资省,占地面积小。由于IC反应器的容积负荷率高,故对于处理相同COD总量的废水,其体积仅为普通UASB反应器的30-50%左右,降低了基建投资。同时由于IC反应器具有很大的高径比,所以占地面积特别省,非常适用于一些占地面积紧张的厂矿企业采用。

(3)节省能耗。由于IC反应器是以自身产生的沼气作为提升的动力实现混合液的内循环,不必另设水泵实现强制循环,故可节省能耗。 (4)抗冲击负荷能力强。由于IC反应器实现了内循环,内循环液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,大大降低了有害程度,从而提高了反应器的耐冲击负荷的能力。 (5)具有缓冲pH值变化的能力。IC反应器可充分利用循环回流的碱度,对pH起缓冲作用,使反应器内的pH值保持稳定,从而节省进水的投碱量,降低运行费用。

(6)出水水质稳定。IC反应器相当于两级 UASB艺处理,下面一个的有机负荷率高,起“粗”处理作用,上面一个有机负荷率低,起“精” 处理作用,故比一般的单级处理的稳定性好,出水水质稳定。

IC反应器缺点

经污泥分析表明,IC反应器比UASB反应器内含有的细微颗粒污泥(形成大颗粒污泥的前体)浓度高,加上水力停留时间相对短,高径比大,所以IC反应器的出水中含有更多的细微颗粒污泥,这使后续沉淀处理设备成为必要。

IC反应器的处理效能

与UASB反应器相比,在获得相同处理效率条件下,IC反应器具有更高的进水容积负荷率污泥负荷率,IC反应器的平均升流速度可达处理同类废水UASB反应器的20倍左右。在处理同类废水时,IC反应器的高度为UASB反应器高的3~4倍,进水容积负荷率约为UASB反应器的4倍左右,污水处理效率为UASB反应器的3~9倍。由此可见IC反应器是一种非常高效能的厌氧反应器,由于IC反应器的高效能和大的高径比,可大大节省占地面积和节省投资。

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