紹興IC厭氧反應(yīng)器

適用范圍
  是一種的多級(jí)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器，為三代厭氧反應(yīng)器的代表類(lèi)型(UASB為二代厭氧反應(yīng)器的代表類(lèi)型)，與二代厭氧反應(yīng)器相比，它具占地少、機(jī)負(fù)荷高、抗沖擊能力更強(qiáng)，性能更穩(wěn)定、操作管理更簡(jiǎn)單。當(dāng)COD為10000-15000mg/1時(shí)的高濃度機(jī)廢水;二代UASB反應(yīng)器一般容積負(fù)荷為5-8kgCOD/m3;三代AIC厭氧反應(yīng)器容積負(fù)荷率可達(dá)15-30kgCOD/m3。IC厭氧反應(yīng)器適用于機(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。

技術(shù)機(jī)理
   厭氧生物處理技術(shù)在水處理行業(yè)中一直都受到工作者們的青睞，由于其具良好的去除效果，更高的反應(yīng)速率和對(duì)毒性物質(zhì)更好的適應(yīng)，更重要的是由于其相對(duì)好氧生物處理廢水來(lái)說(shuō)不需要為氧的傳遞提供大量的能耗，使得厭氧生物處理在水處理行業(yè)中十分。但由于總體反應(yīng)式基于莫諾方程的厭氧處理受到濃度廢水Ks的限制，所以厭氧在處理濃度廢水方面沒(méi)太大的空間，可zui近的一些報(bào)道和試驗(yàn)表明，厭氧如果提供合適的外部條件，在處理濃度廢水方面仍然非常高的處理效果。我們可以根據(jù)厭氧反應(yīng)的原理加以動(dòng)力學(xué)方程推導(dǎo)出厭氧生物處理濃度廢水尤其在處理生活污水方面的合適條件。

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(lèi)、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zui為重要的階段和整個(gè)厭氧反應(yīng)過(guò)程的限速階段。

生物恢復(fù)法

1）、加顆粒污泥
   投加新鮮、成熟的顆粒污泥可以快速補(bǔ)充反應(yīng)器中微生物數(shù)量，降污染負(fù)荷，因而是一種時(shí)間短、的酸化恢復(fù)方法。然而，由于缺乏必要的厭氧顆粒物污泥活性保持技術(shù)的，顆粒污泥投加常伴隨高昂的，因而該方法目前多局限于實(shí)驗(yàn)研究。隨著厭氧顆粒污泥活性快速恢復(fù)及活性激活技術(shù)的逐漸發(fā)展及推廣，該技術(shù)望在實(shí)際工程中得到。
2）、投加關(guān)鍵微生物種群
   厭氧反應(yīng)器的過(guò)渡酸化直接來(lái)于產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌法降解VFA而導(dǎo)致VFA積累，因而通過(guò)采取一定的工程措施，使厭氧消化系統(tǒng)中的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸獲得生長(zhǎng)，提高VFA轉(zhuǎn)化為乙酸的效率，使后續(xù)的產(chǎn)甲烷菌群獲得更多可直接利用的營(yíng)養(yǎng)底物，將助于加快厭氧消化鏈反應(yīng)的恢復(fù)。

發(fā)展歷程
   在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，厭氧消化在理論、技術(shù)和上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于好氧生物處理的發(fā)展。20世紀(jì)60年代以來(lái)，能短缺問(wèn)題日益突出，這促使人們對(duì)厭氧消化工藝進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)，對(duì)處理工藝和反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及甲烷回收進(jìn)行了大量研究，使得厭氧消化技術(shù)的理論和實(shí)踐都了很大進(jìn)步，并得到。厭氧消化具下列特點(diǎn)：需攪拌和供氧，動(dòng)力消耗少；能產(chǎn)生大量含甲烷的沼氣，是很好的能物質(zhì)，可用于發(fā)電和庭燃?xì)?；可高濃度進(jìn)水，保持高污泥濃度，所以其溶劑機(jī)負(fù)荷達(dá)到規(guī)準(zhǔn)仍需要進(jìn)一步處理；初次啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)；對(duì)溫度要求較高；對(duì)毒物影響較敏感；遭破壞后，恢復(fù)期較長(zhǎng)。污水厭氧生物處理工藝按微生物的凝聚形態(tài)可分為厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法。厭氧活性污泥法括普通消化池、厭氧接觸消化池、升流式厭氧污泥床（upflow anaerobic sludge blanket,UASB）、厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）等；厭氧生物膜法括厭氧生物濾池、厭氧流化床和厭氧生物轉(zhuǎn)盤(pán)。

厭氧生物處理的主要特點(diǎn)些?
   ⑴ 能耗較：因?yàn)閰捬跎锾幚聿恍枰┭?，能消耗約為好氧活性污泥法的1/10，還能產(chǎn)生具較高熱值的甲烷氣(CH4)。每去除1gCODcr可以產(chǎn)生0.35規(guī)準(zhǔn)升甲烷或0.7規(guī)準(zhǔn)升沼氣。沼氣的熱值為22.7KJ/L,甲烷的熱值為39300KJ/m3，一般天然氣的熱值為34300KJ/m3 。
   ⑵ 污泥產(chǎn)量：因?yàn)閰捬跷⑸锏脑鲋乘俾时群醚跷⑸锏枚?，好氧生物處理系統(tǒng)每處理1kgCODcr產(chǎn)生的污泥量為0.25～0.6kg，而厭氧生物處理系統(tǒng)每處理1kgCODcr產(chǎn)生的污泥量只0.02～0.18kg。
   ⑶可對(duì)好氧生物處理系統(tǒng)不能降解的一些大分子機(jī)物進(jìn)行*降解或部分降解。
   ⑷ 厭氧微生物對(duì)溫度、PH等環(huán)境因素的變化更為敏感，運(yùn)行管理好厭氧生物處理系統(tǒng)的難度較大。
   ⑸ 水溫適應(yīng)廣：好氧處理水溫在10～35℃之間，當(dāng)高溫時(shí)就需采取降溫措施;而厭氧處理水溫適應(yīng)，分溫厭氧(10～30℃)、中溫厭氧(30～40℃)和高溫厭氧(50～60℃)。

特點(diǎn)

   IC厭氧反應(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)效好，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?zhuān)蟠蠼盗硕疚飳?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

紹興IC厭氧反應(yīng)器