连州市IC厌氧反应器

优点

    IC 反应器的构造及其工作原理决定了其在控制厌氧处理影响因素方面比其它反应器更具优点。

    （1）容积负荷高：IC反应器内污泥浓，微生物量大，且存在内循环，传质效

好，进水机负荷可过普通厌氧反应器的3倍以上。

   （2）节省投资和占地面积：IC 反应器容积负荷率高出普通UASB 反应器3倍左右，其体积相当于普通反应器的1/4—1/3 左右，大大降低了反应器的基建投资；而且IC反应器高径比很大（一般为4—8），所以占地面积少。

   （3）抗冲击负荷：处理低浓度废水（COD=2000—3000mg/L）时，反应器内循环流量可达进水量的2—3 倍；处理高浓度废水（COD=10000—15000mg/L）时，内循环流量可达进水量的10—20倍。大量的循环水和进水充分混合，使原水中的害物质得到充分稀释，大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。

   （4）抗低温：温度对厌氧消化的影响主要是对消化速率的影响。IC反应器由于含大量的微生物，温度对厌氧消化的影响变得不再突出和严重。通常IC反应器厌氧消化可在常温条件（20—25 ℃）下进行，这样减少了消化保温的困难，节省了能量。

   （5）具缓冲pH值的能力：内循环流量相当于1 厌氧区的出水回流，可利用COD转化的碱度，对pH值起缓冲，使反应器内pH值保持好的状态，同时还可减少进水的投碱量。

   （6）内部自动循环，不必外加动力：普通厌氧反应器的回流是通过外部加压实现的，而IC 反应器以自身产生的沼作为提升的动力来实现混合液内循环，不必设泵强制循环，节省了动力消耗。

   （7）性好：利用二级UASB串联分级厌氧处理，可以补偿厌氧过程中K s高产生的不利影响。Van Lier在1994年证明，反应器分级会降低出水VFA浓度，延长生物停留时间，使反应进行稳定。

   （8）启动周期短：IC反应器内污泥活性高，生物增殖快，为反应器快速启动提供利条件。IC反应器启动周期一般为1～2个月，而普通UASB启动周期长达4～6个月。

   （9）沼利用价值高：反应器产生的生物纯，CH4为70%～80%，CO2为20%～30%，其它机物为1%～5%，可作为燃料加以利用 

    IC厌氧反应器水封罐主要由杯形罐体和进、出水口组成，其征在于 园底杯形罐的罐壁上部设相对的进、出水口，其进水口的水 平位置略高于出水口；进水口处装活动式阀板，该阀板与进 水口的接触面上设密封垫；下端为弧形的隔板从罐盖的 扁孔垂直插入罐内至下部。IC厌氧反应器的水封罐可以隔绝空，可以维持厌氧反应器的压力，可以起阻火器的，还可以一定的沼净化效果。 
    IC厌氧反应器水封罐工作原理如下：密闭罐中原油沉降分离后的含硫化氢天然通过水封罐管道进入水封罐的底部，通过底部筛管分散流后进入水域空间，含硫化氢天然从水域底部上升后聚集在水封罐的液体上部空间，当体不断由液体中分离出来，在上部空间聚集形成一定压力后，由水封罐部出口管线出燃烧。当发生回火时，水域成为含硫化氢天然流程的隔断部分，能够效的保护罐，同时天然通过水域空间时，一部分凝液被降温分离，在水域上部形成凝析液层，减缓了阻火器的堵塞情况。随着对的日益重视，在废水末端处理方面也进行了大量的资金投入，如在造纸二部和板纸废水厌氧处理技术的足以证明。废水的厌氧处理技术以其低、、污泥易于处理等优点在废水处理中正发挥着越来越大的。

水解阶段
    水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。
高分子机物因相对分子量巨大，不能透过细胞膜，因此不可能为细菌直接利用。它们在*阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如：纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被分解为麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。水解过程通常较缓慢，因此被认为是含高分子机物或悬浮物废液厌氧降解的限速阶段。多种因素如温度、机物的组成、水解产物的浓度等可能影响水解的速度与水解的程度。水解速度的可由以下动力学方程加以描述：ρ=ρo/(1+Kh.T)
ρ ——可降解的非溶解性底物浓度（g/L）
ρo———非溶解性底物的初始浓度（g/L）
Kh——水解常数（d^-1）
T——停留时间（d）
发酵或酸化阶段
    发酵可定义为机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程，在此过程中溶解性机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物，因此这一过程也称为酸化。
在这一阶段，上述小分子的化合物发酵细菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。发酵细菌绝大多数是严格厌氧菌，但通常约1%的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中，这些兼性厌氧菌能够起到保护像甲烷菌这样的严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。这一阶段的主要产物挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢、氨、硫化氢等，产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。与此同时，酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质，因此，未酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥。
    在厌氧降解过程中，酸化细菌对酸的耐受力必须加以考虑。酸化过程pH下降到4时能可以进行。但是产甲烷过程pH值的范围在6.5～7.5之间，因此pH值的下降将会减少甲烷的生成和氢的消耗，并进一步引起酸化末端产物组成的改变。

低浓度废水反应速率的

    以生活污水为例，一般来说影响废水厌氧反应速率的因素很多，包括反应温度、废水的毒性、原水基质浓度、原水的PH值、传质效率、营养物质的平衡、微量元素的催化等等。对于生活污水来说，影响比较大的因素反应温度、原水的基质浓度、传质效率以及微量元素的催化。因为生活污水的营养比和PH值被*为非常适合生物的生长的。在前面的叙述中，已经提及了厌氧反应的前三个阶段对于生活污水来说，很快就可以完成，尤其水解阶段，不存在传质的限制，同时通常长距离的管网也给水解提供了足够的时间。因此我们提出的厌氧处理低浓度废水设计思想中，主要考虑产甲烷过程作为限速步骤。由于产甲烷阶段遵循莫诺方程，整个速率的确定以莫诺方程为基础。在上式中，很难把总体反应的Ks值估算出来，因为它受到的影响因素很多，对于不同类型的废水差别很大。对于生活污水来说可以根据不同的单个因素影响列成很多分式莫诺方程，各式相乘再加上修正系数，这个方程可以得出比较接近的Ks值，作为厌氧处理生活污水时的参考设计数据。
 

中试与工程应注意的问题
    通过上述实验室里理论的研究和推断，采用强效厌氧反应器处理城市污水完是可行的。在中试和工程设计中，我们应该从上述分析角度出发，完善厌氧系统，以下措施是必要的：

1、在反应器的形式上考虑推流式的活塞反应器；
2、为了减少低浓度时，基质传质速率（包括液相中的机物向菌胶团或颗粒污泥传质以及细胞壁外向细胞壁内传质）对整个反应速率的影响，在反应器底部投加一定数量的活性炭作为载体是非常必要的，但考虑到沼和布水的影响，投加数量不宜过多，初步考虑为40g/L颗粒状活性炭；
3、建议在反应器的上部设置、水、固三相分离系统；
4、设置一套完善的出水回流系统，并可以调节回流量，用仪表显示并控制；
5、出水设置MLSS浓度计加以监测，随时了解反应器的污泥情况；
6、在反应器的底部、中部、部设置碱度监测系统，随时监测反应器内的生物反应条件；
7、设置一套启动用的营养物质和微量元素添加系统是十分必要的；
8、设置温度传感器，了解原水水温的变化对反应器的冲击影响；
9、进水设置流量传感器和机物在线监测仪器，并通过程序加以显示到控制室中，随时计算进水污泥负荷以及上升流速；
10、必要的预处理措施，比如除渣处理措施；
11、在北方的废水处理系统，反应器建议修建在室内或采取严密的保温措施；
12、其他必要的辅助系统，如消除泥水界面泥渣层的喷淋系统。

  同样，一套设计好的系统，没按照反应机理进行的启动，是不能称之为成功的系统的，在这里，根据一些工程实践以及外一些报道，明基对厌氧处理低浓度废水时启动提出一些参考性建议（针对生活污水）：  
    1、启动时，先投加载体，在投加污泥，污泥的数量按照25KgMLVSS/m3池容计算，投加时的污泥必须通过筛网进行粗渣的清除（这一点非常重要）；
    2、由于原水具比较好的生化性，进水不需要驯化，但*次进水进满池体后，停止进水，通过临时配备的水下搅拌机进行池底强制搅拌，连续8个小时搅拌以上，停止搅拌静止8个小时，通过泥管除池体标高2米以上的污泥，再搅拌8个小时，这8个小时同时按照比例投加氮肥和磷肥，投加微量金属元素，池内液相中的COD；
    3、24个小时后，开始按设计负荷进水并采取一定的出水回流，回流比根据反应器的高度调整；（注意，出水带出来的污泥不要回流）
    4、24个小时后，减少回流比，出水不带泥，如果出水继续带你就停止回流，并进行污泥回流，同时投加营养物质；
    5、连续这样一个星期，随时监测各项出水指标，以便正确反应反应器内生物的反应状态
    6、作一些镜检。

连州市IC厌氧反应器

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