IC厭氧反應(yīng)器工作原理

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的日益重視，工廠在廢水處理方面也進(jìn)行了大量的資金投入，廢水的厭氧處理技術(shù)以其運(yùn)行成本低、節(jié)約能源、污泥易于處理等優(yōu)點(diǎn)在廢水處理中正發(fā)揮著越來越大的作用。厭氧設(shè)備有多種：例如，UASB厭氧反應(yīng)器、ABR厭氧反應(yīng)器、IC厭氧塔、厭氧濾罐等。

一個(gè)成功的厭氧反應(yīng)器必須是：①具備良好的截留污泥的性能，以保證擁有足夠的生物量；②生物污泥能夠與進(jìn)水基質(zhì)充分混合接觸，以保證微生物能夠充分利用其活性降解水中的基質(zhì)。同時(shí)，從厭氧底物降解途徑和動(dòng)力學(xué)兩方面入手，分析提高和保持反應(yīng)器內(nèi)微生物活性的可能措施，并與反應(yīng)器的設(shè)計(jì)相結(jié)合，全面提高反應(yīng)器的性能。

厭氧過程實(shí)質(zhì)是一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，其中的底物、各類中間產(chǎn)物、最終產(chǎn)物以及各種群的微生物之間相互作用，形成一個(gè)復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng)，類似于宏觀生態(tài)中的食物鏈關(guān)系，各類微生物間通過營(yíng)養(yǎng)底物和代謝產(chǎn)物形成共生關(guān)系或共營(yíng)養(yǎng)關(guān)系。因此，反應(yīng)器作為提供微生物生長(zhǎng)繁殖的微型生態(tài)系統(tǒng)，各類微生物的平穩(wěn)生長(zhǎng)、物質(zhì)和能量流動(dòng)的高效順暢是保持該系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的必要條件。如何培養(yǎng)和保持相關(guān)類微生物的平衡生長(zhǎng)已經(jīng)成為新型反應(yīng)器的設(shè)計(jì)思路。

IC厭氧反應(yīng)器即“內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器”，是由兩個(gè)UASB反應(yīng)器上下疊加串聯(lián)構(gòu)成，高度可達(dá) 16-25m，高徑比一般為 4-8，由 5 個(gè)基本部分組成：混合區(qū)、顆粒污泥膨脹床區(qū)、精處理區(qū)、內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)和出水區(qū)。其內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)是 IC 工藝的核心結(jié)構(gòu)，由一級(jí)三相分離器、沼氣提升管、氣液分離器和泥水下降管等結(jié)構(gòu)組成。

經(jīng)過調(diào)節(jié) pH 和溫度的生產(chǎn)廢水首先進(jìn)入反應(yīng)器底部的混合區(qū)，并與來自泥水下降管的內(nèi)循環(huán)泥水混合液充分混合后進(jìn)入顆粒污泥膨脹床區(qū)進(jìn)行 COD 生化降解，此處的 COD 容積負(fù)荷很高，大部分進(jìn)水 COD 在此處被降解，產(chǎn)生大量沼氣。沼氣由一級(jí)三相分離器收集。由于沼氣氣泡形成過程中對(duì)液體做的膨脹功產(chǎn)生了氣提的作用，使得沼氣、污泥和水的混合物沿沼氣提升管上升至反應(yīng)器頂部的氣液分離器，沼氣在該處與泥水分離并被導(dǎo)出處理系統(tǒng)。

泥水混合物則沿泥水下降管進(jìn)入反應(yīng)器底部的混合區(qū)，并于進(jìn)水充分混合后進(jìn)入污泥膨脹床區(qū)，形成所謂內(nèi)循環(huán)。根據(jù)不同的進(jìn)水 COD 負(fù)荷和反應(yīng)器的不同構(gòu)造，內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水流量的 0.5-5 倍。經(jīng)膨脹床處理后的廢水除一部分參與內(nèi)循環(huán)外，其余污水通過一級(jí)三相分離器后，進(jìn)入精處理區(qū)的顆粒污泥床區(qū)進(jìn)行剩余 COD 降解與產(chǎn)沼氣過程，提高和保證了出水水質(zhì)。由于大部分 COD 已經(jīng)被降解，所以精處理區(qū)的 COD 負(fù)荷較低，產(chǎn)氣量也較小。該處產(chǎn)生的沼氣由二級(jí)三相分離器收集，通過集氣管進(jìn)入氣液分離器并被導(dǎo)出處理系統(tǒng)。經(jīng)過精處理區(qū)處理后的廢水經(jīng)二級(jí)三相分離器作用后，上清液經(jīng)出水區(qū)排走，顆粒污泥則返回精處理區(qū)污泥床。