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內(nèi)循環(huán)IC反應(yīng)器
一、概述及原理:
內(nèi)循環(huán)IC反應(yīng)器克服了由于產(chǎn)氣負(fù)荷率太高而增加紊流造成懸浮固體的流失。UASB反應(yīng)器在處理中低濃度(1.5~2.0gCOD/L)廢水時(shí),反應(yīng)器的進(jìn)水容積負(fù)荷率一般限制在5~8kgCOD/(m3.d),IC反應(yīng)器在處理中低濃度廢水時(shí),反應(yīng)器的進(jìn)水容積負(fù)荷率可提高至20~24kgCOD/(m3.d),處理高濃度有機(jī)廢水時(shí),進(jìn)水容積負(fù)荷率可提高到35~50kgCOD/(m3.d),IC反應(yīng)器具有很大的高徑比,一般可達(dá)4~8,反應(yīng)器的高度可達(dá)16~25m。在外形上看,IC反應(yīng)器實(shí)際上是個(gè)厭氧生化反應(yīng)塔,是由兩個(gè)上下重疊的UASB反應(yīng)器串聯(lián)組成的。由下面第一個(gè)UASB反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣作為提升的內(nèi)動(dòng)力,使升流管與回流管的混合液產(chǎn)生密度差,實(shí)現(xiàn)下部混合液的內(nèi)循環(huán),使廢水獲得強(qiáng)化預(yù)處理。上面的第二個(gè)UASB反應(yīng)器對廢水繼續(xù)進(jìn)行后處理,使出水達(dá)到預(yù)期的處理要求。
二、工藝特點(diǎn):
其與UASB反應(yīng)器相比,在獲得相同處理效率的條件下,IC反應(yīng)器的平均升流速率可達(dá)處理同類廢水UASB反應(yīng)器的20倍左右。在處理低濃度廢水時(shí),HRT可縮短至2.0~2.5h,使反應(yīng)器的容積更加小型化,處理同類廢水時(shí),IC反應(yīng)器的高度為UASB反應(yīng)器的3~4倍,進(jìn)水容積負(fù)荷率為UASB的4倍左右,污泥負(fù)荷率為UASB的3~9倍。目前已經(jīng)建成了許多生產(chǎn)性UASB裝置,所以IC反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)可采用UASB反應(yīng)器的顆粒污泥作為接種污泥,一般要經(jīng)過一到兩個(gè)月才能實(shí)現(xiàn)。IC反應(yīng)器用UASB反應(yīng)器顆粒污泥接種后,由于IC反應(yīng)器的剪切力較大,接種的大顆粒被剪切成為小顆粒,反應(yīng)器生物量并沒有隨時(shí)間減少。如果沒有顆粒污泥接種而采用絮體污泥接種,則啟動(dòng)初期只能采用低負(fù)荷運(yùn)行,待自行培養(yǎng)出顆粒污泥后,再逐步提高負(fù)荷,這樣啟動(dòng)時(shí)間會(huì)大大延長。如果采用處理相同廢水的IC反應(yīng)器污泥接種則更為理想,可縮短啟用時(shí)間。
IC反應(yīng)器具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、具有很高的容積負(fù)荷率由于IC反應(yīng)器存在內(nèi)循環(huán),第一反應(yīng)區(qū)有很高的升流速率,傳質(zhì)效果良好,污泥活性很高,處理高濃度有機(jī)廢水,如土豆加工廢水,當(dāng)COD為10000~15000mg/L時(shí),進(jìn)水容積負(fù)荷率可達(dá)30~40kgCOD/(m3.d),處理低濃度有機(jī)廢水,如啤酒廢水,當(dāng)COD為2000~3000mg/L時(shí),進(jìn)水容積負(fù)荷率可達(dá)20~50kgCOD/(m3.d),NRT僅2~3H,COD去除率可達(dá)80%左右。
2、節(jié)省基建投資和占地面積IC反應(yīng)器的有效體積僅為UASB反應(yīng)器的1/4~1/3,所以可以顯著降低反應(yīng)器的基建投資,非常適用于占地面積緊張的廠礦企業(yè)。
3、不必外加動(dòng)力,靠沼氣提升實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)厭氧流化床和膨脹顆粒污泥床的流化是通過出水回流由泵加壓實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制循環(huán)的,因此必須消耗動(dòng)力,而IC反應(yīng)器以自身產(chǎn)生的沼氣通過絕熱膨脹做功為動(dòng)力,實(shí)現(xiàn)混合液的循環(huán),不必另設(shè)泵進(jìn)行強(qiáng)制內(nèi)循環(huán),從而節(jié)省能耗。
4、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)處理低濃度廢水(如啤酒廢水時(shí)),循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水流量的2~3倍,處理高濃度廢水(如土豆廢水時(shí)),循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水流量的10~20倍,因?yàn)檠h(huán)流量與進(jìn)水在第一反應(yīng)室充分混合,使原污水中的有害物質(zhì)得到充分稀釋,降到了有害程度,并可防治局部酸化,提高了反應(yīng)器的耐沖擊負(fù)荷的能力。
5、具有緩沖PH值能力內(nèi)循環(huán)流量相當(dāng)于第一級厭氧的出水回流量,可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度,對PH起緩沖作用,使反應(yīng)器的PH保持穩(wěn)定,處理缺乏堿度的廢水時(shí),可減少進(jìn)水的投堿量。
6、抗低溫能力強(qiáng)溫度對厭氧消化的影響主要是對消化速率的影響。IC反應(yīng)器由于含有大量的微生物,溫度對厭氧消化的影響變得不再顯著和嚴(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。
7、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)提供有利條件。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)周期長達(dá)4~6個(gè)月。
8、沼氣利用價(jià)值高反應(yīng)器產(chǎn)生的生物氣純度高,CH4為70%~80%,CO2為20%~30%,其它有機(jī)物為1%~5%,可作為燃料加以利用。
9、出水穩(wěn)定好IC反應(yīng)器相當(dāng)于兩個(gè)UASB反應(yīng)器串聯(lián)運(yùn)行,第一反應(yīng)室有很高的有機(jī)容積負(fù)荷率,相當(dāng)于起“粗”處理作用,第二反應(yīng)室具有較低的有機(jī)負(fù)荷率,相當(dāng)于起“精”處理作用,一般情況下,兩級厭氧處理比單級厭氧處理的穩(wěn)定性好,出水也穩(wěn)定。