IC厭氧反應(yīng)器

   厭氧反應(yīng)器中時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，泡沫呈半液半固狀，嚴(yán)重時(shí)可充滿氣相空間并帶入沼氣管道，導(dǎo)致沼氣系統(tǒng)的運(yùn)行困難。

    產(chǎn)生泡沫的主要原因是厭氧系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，因?yàn)榕菽饕怯捎贑O2產(chǎn)量太大形成的，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)溫度波動(dòng)或負(fù)荷發(fā)生突變等情況發(fā)生時(shí)，均可導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行的不穩(wěn)定和CO2的產(chǎn)量增加，進(jìn)而導(dǎo)致泡沫的產(chǎn)生。如果將運(yùn)行不穩(wěn)定因素排除，泡沫現(xiàn)象一般也會(huì)隨之消失。在厭氧污泥培養(yǎng)初期，由于CO2產(chǎn)量大而甲烷產(chǎn)量少，也會(huì)出現(xiàn)泡沫，隨著甲烷菌的培養(yǎng)成熟，CO2產(chǎn)量減少，泡沫一般也會(huì)逐漸消失。進(jìn)水中含蛋白質(zhì)是產(chǎn)生泡沫的一個(gè)原因，而微生物本身新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生的一些中間產(chǎn)物也會(huì)降水的表面張力而生成氣泡。厭氧生物處理過(guò)程中大量產(chǎn)氣會(huì)產(chǎn)生類似好氧處理的曝氣而形成氣泡問(wèn)題，負(fù)荷突然升高所帶來(lái)的產(chǎn)氣量突然增加也可能出現(xiàn)泡沫問(wèn)題。

    碳酸鈣(CaCO3)沉淀：處理廢水鈣含量高或利用石灰補(bǔ)充堿度，都會(huì)增加產(chǎn)生碳酸鈣沉淀的可能性。高濃度的碳酸氫鹽和磷酸鹽都利于鈣的沉淀。

    鳥糞石(MgNH4PO4)沉淀：進(jìn)水中含較高濃度的溶解性正磷酸鹽、氨氮和 鎂離子時(shí)，就會(huì)生成鳥糞石沉淀。厭氧處理系統(tǒng)鳥糞石沉淀主要在管道彎頭、水泵入口和二沉池進(jìn)出口等處出現(xiàn)。

永州市IC厭氧反應(yīng)器

    UASB與IC在運(yùn)行上大的差別表現(xiàn)在方面，IC可以通過(guò)內(nèi)循環(huán)自動(dòng)稀釋進(jìn)水，效了*反應(yīng)室的進(jìn)水濃度的穩(wěn)定性。其次是它僅需要較短的停留時(shí)間，對(duì)可生化性好的廢水的確是特點(diǎn)。大同意因?yàn)镮C，，容積負(fù)荷高，投資省等許多優(yōu)于UASB的特點(diǎn)，是否就應(yīng)該因此而放棄再選用UASB了呢？
    IC缺特點(diǎn)尤其在污水可生化性不是太好的情況下，由于水力停留時(shí)間比較短去除率遠(yuǎn)沒UASB高，增加了耗氧的負(fù)擔(dān)。另外，IC由于氣體內(nèi)循環(huán)，別是對(duì)進(jìn)水水質(zhì)不太穩(wěn)定的，導(dǎo)致IC出水水量不穩(wěn)定，出水水質(zhì)也相對(duì)不穩(wěn)定，時(shí)可能還會(huì)出現(xiàn)短暫不出水現(xiàn)象，對(duì)后序處理工藝是影響的。UASB比IC突出特點(diǎn)就是去除率高，出水水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定。但I(xiàn)C特點(diǎn)還是很多的，別是對(duì)于高SS進(jìn)水，比UASB明顯優(yōu)點(diǎn)，由于IC上升流速很大，SS不會(huì)在反應(yīng)器內(nèi)大量積累，污泥可以保持較高活性。對(duì)于毒廢水也是如此！
    IC運(yùn)行溫度的設(shè)計(jì)完和UASB一樣，在調(diào)試運(yùn)行上和UASB區(qū)別不大，只是在剛進(jìn)水調(diào)試時(shí)盡可能采用水力負(fù)荷高些，然后逐步交互提升水力、機(jī)負(fù)荷，盡可能在負(fù)荷提升過(guò)程中*反應(yīng)室上升流速大于10m/小時(shí)，但大水力負(fù)荷應(yīng)控制在20m/小時(shí)以下，這樣即*反應(yīng)室污泥床的傳質(zhì)效果，也避免污泥流失．冬季進(jìn)水管道及反應(yīng)器要保溫，因?yàn)閰捬蹙鷮?duì)溫度波動(dòng)敏感，對(duì)負(fù)荷波動(dòng)適應(yīng)要相對(duì)好的多．其實(shí)IC的調(diào)試比UASB要好調(diào)的多，能調(diào)試好UASB的，應(yīng)該調(diào)試好IC沒太大問(wèn)題．不是因?yàn)樯仙魉俅?，?huì)不好控制而延長(zhǎng)調(diào)試周期．IC它對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求僅是相對(duì)穩(wěn)定就行，它要求高的上升流速僅是滿足*反應(yīng)室污泥床處于膨化狀態(tài)，加大傳質(zhì)效果，IC的高度較高，你不必太擔(dān)心會(huì)污泥流失，因?yàn)閮?nèi)部它兩層三相分離，更何況*反應(yīng)室產(chǎn)氣量較大，絕大部分沼氣被*反應(yīng)室分離收集提升到部的氣水分離氣進(jìn)行氣與泥水的分離．二反應(yīng)室氣量少泥水更易分離沉降．若接種顆粒污泥基本一個(gè)月便可達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷是沒問(wèn)題的，絮狀污泥可能需三到五個(gè)月．

    IC厭氧反應(yīng)器是厭氧反應(yīng)器，即內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器，相似由2層UASB反應(yīng)器串聯(lián)而成，用于機(jī)高濃度廢水，如，玉米淀粉廢水、檸檬酸廢水、啤酒廢水、土豆廢水、酒精廢水。

    IC 反應(yīng)器當(dāng)前在造紙行業(yè)較多的是用各類廢紙作原料的造紙企業(yè)，處理的括實(shí)現(xiàn)一般的，通過(guò)治理后的，從而達(dá)到節(jié)水和的雙重。
    IC厭氧反應(yīng)器水封罐主要由杯形罐體和進(jìn)、出水口組成，其征在于 園底杯形罐的罐壁上部設(shè)相對(duì)的進(jìn)、出水口，其進(jìn)水口的水 平位置略高于出水口；進(jìn)水口處裝活動(dòng)式閥板，該閥板與進(jìn) 水口的接觸面上設(shè)密封墊；下端為弧形的隔板從罐蓋的 扁孔垂直插入罐內(nèi)至下部。
    IC厭氧反應(yīng)器的水封罐可以隔絕空氣，可以維持厭氧反應(yīng)器的壓力，可以起阻火器的，還可以一定的沼氣凈化效果。 
    IC厭氧反應(yīng)器水封罐工作原理如下：密閉罐中原油沉降分離后的含硫化氫天然氣通過(guò)水封罐管道進(jìn)入水封罐的底部，通過(guò)底部篩管分散氣流后進(jìn)入水域空間，含硫化氫天然氣從水域底部上升后聚集在水封罐的液體上部空間，當(dāng)氣體不斷由液體中分離出來(lái)，在上部空間聚集形成一定壓力后，由水封罐部出口管線排出燃燒。當(dāng)發(fā)生回火時(shí)，水域成為含硫化氫天然氣流程的隔斷部分，能夠效的保護(hù)罐，同時(shí)天然氣通過(guò)水域空間時(shí)，一部分凝液被降溫分離，在水域上部形成凝析液層，減緩了阻火器的堵塞情況。

特點(diǎn)

    IC 反應(yīng)器的構(gòu)造及其工作原理決定了其在控制厭氧處理方面比其它反應(yīng)器更具優(yōu)點(diǎn)。
   （1）容積負(fù)荷高：IC反應(yīng)器內(nèi)污泥濃，微生物量大，且存在內(nèi)循環(huán)，傳質(zhì)，進(jìn)水機(jī)負(fù)荷可過(guò)普通厭氧反應(yīng)器的3倍以上。
   （2）和占地面積：IC 反應(yīng)器容積負(fù)荷率高出普通UASB 反應(yīng)器3倍左右，其體積相當(dāng)于普通反應(yīng)器的1/4—1/3 左右，大大降了反應(yīng)器的基建投資；而且IC反應(yīng)器高徑比很大（一般為4—8），所以占地面積少。
   （3）：處理濃度廢水（COD=2000—3000mg/L）時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的2—3 倍；處理高濃度廢水（COD=10000—15000mg/L）時(shí)，內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的10—20倍。大量的循環(huán)水和進(jìn)水充分混合，使原水中的害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降了毒物對(duì)厭氧消化過(guò)程的影響。
   （4）抗溫：溫度對(duì)厭氧消化的影響主要是對(duì)消化速率的影響。IC反應(yīng)器由于含大量的微生物，溫度對(duì)厭氧消化的影響變得不再突出和嚴(yán)重。通常IC反應(yīng)器厭氧消化可在常溫條件（20—25 ℃）下進(jìn)行，這樣減少了消化保溫的困難，節(jié)省了能量。
   （5）具緩沖pH值的能力：內(nèi)循環(huán)流量相當(dāng)于1 厭氧區(qū)的出水回流，可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度，對(duì)pH值起緩沖，使反應(yīng)器內(nèi)pH值保持好的狀態(tài)，同時(shí)還可減少進(jìn)水的投堿量。
   （6）內(nèi)部自動(dòng)循環(huán)，不必外加動(dòng)力：普通厭氧反應(yīng)器的回流是通過(guò)外部加壓實(shí)現(xiàn)的，而IC 反應(yīng)器以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，不必設(shè)泵強(qiáng)制循環(huán)，節(jié)省了動(dòng)力消耗。
   （7）性好：利用二級(jí)UASB串聯(lián)分級(jí)厭氧處理，可以補(bǔ)償厭氧過(guò)程中K s高產(chǎn)生的不利影響。Van Lier在1994年證明，反應(yīng)器分級(jí)會(huì)降出水VFA濃度，延長(zhǎng)生物停留時(shí)間，使反應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定。
   （8）啟動(dòng)周期短：IC反應(yīng)器內(nèi)污泥活性高，生物增殖快，為反應(yīng)器快速啟動(dòng)提供利條件。IC反應(yīng)器啟動(dòng)周期一般為1～2個(gè)月，而普通UASB啟動(dòng)周期長(zhǎng)達(dá)4～6個(gè)月。
   （9）沼氣利用值高：反應(yīng)器產(chǎn)生的生物氣純，CH4為70%～80%，CO2為20%～30%，其它機(jī)物為1%～5%，可作為燃料加以利用
工作原理
    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(gè)區(qū)：混合區(qū)、1厭氧區(qū)、2厭氧區(qū)、沉淀區(qū)和氣液分離區(qū)。
    混合區(qū)：反應(yīng)器底部進(jìn)水、顆粒污泥和氣液分離區(qū)回流的泥水混合物效地在此區(qū)混合。
    1厭氧區(qū)：混合區(qū)形成的泥水混合物進(jìn)入該區(qū)，在高濃度污泥下，大部分機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣。混合液上升流和沼氣的劇烈擾動(dòng)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(shí)現(xiàn)了混合液的內(nèi)部循環(huán)。
    2厭氧區(qū)：經(jīng)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(guò)三相分離器進(jìn)入2厭氧區(qū)。該區(qū)污泥濃度較，且廢水中大部分機(jī)物已在1厭氧區(qū)被降解，因此沼氣產(chǎn)生量較少。沼氣通過(guò)沼氣管導(dǎo)入氣液分離區(qū)，對(duì)2厭氧區(qū)的擾動(dòng)很小，這為污泥的停留提供了利條件。
     沉淀區(qū)：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(guò)2層三相分離器來(lái)實(shí)現(xiàn)SRT>HRT，獲得高污泥濃度；通過(guò)大量沼氣和內(nèi)循環(huán)的劇烈擾動(dòng)，使泥水充分接觸，獲得良好的傳質(zhì)效果。

厭氧反應(yīng)四個(gè)階段

一般來(lái)說(shuō)，廢水中復(fù)雜機(jī)物物料比較多，通過(guò)厭氧分解分四個(gè)階段加以降解：

    （1）水解階段：高分子機(jī)物由于其大分子體積，不能直接通過(guò)厭氧菌的細(xì)胞壁，需要在微生物體外通過(guò)胞外酶加以分解成小分子。廢水中的機(jī)物質(zhì)比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過(guò)細(xì)胞壁進(jìn)入到細(xì)胞的體內(nèi)進(jìn)行下一步的分解。

    （2）酸化階段：上述的小分子機(jī)物進(jìn)入到細(xì)胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡(jiǎn)單的化合物并被分配到 細(xì)胞外，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA），同時(shí)還部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產(chǎn)物產(chǎn)生。

    （3）產(chǎn)乙酸階段：在此階段，上一步的產(chǎn)物進(jìn)一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細(xì)胞物質(zhì)。

    （4）產(chǎn)甲烷階段：在這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)。這一階段也是整個(gè)厭氧過(guò)程較為重要的階段和整個(gè)厭氧反應(yīng)過(guò)程的限速階段。

IC厭氧反應(yīng)器

    再上述四個(gè)階段中，人認(rèn)為二個(gè)階段和三個(gè)階段可以分為一個(gè)階段，在這兩個(gè)階段的反應(yīng)是在同一類細(xì)菌體類完成的。前三個(gè)階段的反應(yīng)速度很快，如果用莫諾方程來(lái)模擬前三個(gè)階段的反應(yīng)速率的話，Ks（半速率常數(shù)）可以在50mg/l以下，μ可以達(dá)到5KgCOD/KgMLSS.d。而四個(gè)反應(yīng)階段通常很慢，同時(shí)也是較為重要的反應(yīng)過(guò)程，在前面幾個(gè)階段中，廢水的中污染物質(zhì)只是形態(tài)上發(fā)生變化，COD幾乎沒去除，只是在四個(gè)階段中污染物質(zhì)變成甲烷等氣體，使廢水中COD大幅度下降。同時(shí)在四個(gè)階段產(chǎn)生大量的堿度這與前三個(gè)階段產(chǎn)生的機(jī)酸相平衡，維持廢水中的PH穩(wěn)定，反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行。

水解反應(yīng)

    水解可定義為復(fù)雜的非溶解性的聚合物被轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的溶解性單體和二聚體的過(guò)程。水解反應(yīng)針對(duì)不同的廢水類型差別很大，這要取決于胞外酶能否效的接觸到底物。因此，大的顆粒比小顆粒底物要難降解很多，比如造紙廢水、印染廢水和制藥廢水的木質(zhì)素、大分子纖維素就很難水解。

水解速度的可由以下動(dòng)力學(xué)方程加以描述：

ρ=ρo/(1+Kh.T)

ρ ——可降解的非溶解性底物濃度（g/l）；

ρo———非溶解性底物的初始濃度（g/l）；

Kh——水解常數(shù)（d－1）；

T——停留時(shí)間（d）。

     一般來(lái)說(shuō)，影響Kh的因素很多，很難確定一個(gè)定的方程來(lái)求解Kh，但我們可以根據(jù)一些定條件的Kh，反推導(dǎo)出水解反應(yīng)器的容積和非常好的反應(yīng)條件。在實(shí)際工程實(shí)施中，條件的話，應(yīng)針對(duì)要處理的廢水作一些Kh的測(cè)試工作。通過(guò)對(duì)外一些報(bào)道的研究，提出在溫下水解對(duì)脂肪和蛋白質(zhì)的降解速率非常慢，這個(gè)時(shí)候，可以不考慮厭氧處理方式。對(duì)于生活污水來(lái)說(shuō)，在溫度15的情況下，Kh=0.2左右。但在水解階段我們不需要過(guò)多的COD去除效果，而且在一個(gè)反應(yīng)器中你很難嚴(yán)格的把厭氧反應(yīng)的幾個(gè)階段區(qū)分開來(lái)，一旦停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，對(duì)工程的性就不太。如果就單獨(dú)的水解反應(yīng)針對(duì)生活污水來(lái)說(shuō)，COD可以控制到0.1的去除效果就可以了。把這些參數(shù)和給定的條件代入到水解動(dòng)力學(xué)方程中，可以得到停留水解停留時(shí)間：T=13.44h

   這對(duì)于水解和后續(xù)階段處于一個(gè)反應(yīng)器中厭氧處理單元來(lái)說(shuō)是一個(gè)很短的時(shí)間，在實(shí)際工程中也完可以實(shí)現(xiàn)。如果條件的地方我們可以適當(dāng)提高廢水的反應(yīng)溫度，這樣反應(yīng)時(shí)間還會(huì)大大縮短。而且一般對(duì)于城市污水來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)的排水管網(wǎng)和廢水中本生的生物性，所以當(dāng)廢水流到廢水處理場(chǎng)時(shí)，這個(gè)過(guò)程也在很大程度上完成，到目前為止還沒看到關(guān)于水解作為生活污水厭氧反應(yīng)的限速報(bào)道。