洪湖市IC厭氧反應器

厭氧污水處理工藝的基建投資一般情況下比氧化溝和 SBR 工藝高，但隨著規(guī)模的增大，氧化溝和 SBR 的基建費也成倍增加，而常規(guī)活性污泥法的投資則以較小的比例增加，兩者的差距越來越小。當污水達到一定規(guī)模后，常規(guī)活性污泥法的投資比氧化溝與 SBR 還省，所以，污水規(guī)模越大，常規(guī)活性污泥法的就越大。常規(guī)活性污泥法、A/O和A2/O法的主要缺特點是處理單元多，操作管理復雜，別是污泥厭氧消化要求高水平的管理，消化過程產(chǎn)生的沼氣是可燃易爆氣體，更要求安操作，這些都增加了管理的難度。但由于大型污水背靠大城市，技術(shù)力量強，管理水平較高，能滿足這種要求，因而常規(guī)活性污泥法的缺特點不會成為限制使用的因素。

與污水的好氧生物處理工藝相比，污水的厭氧生物處理工藝具以下主要優(yōu)點：

①大量降低能耗，而且還可以回收生物能(沼氣);

厭氧生物處理工藝中沒為微生物提供氧氣的鼓風曝氣裝置，可以降低大量的能耗。在大量去除機物的同時，厭氧處理工藝還會伴大量沼氣產(chǎn)生。而沼氣中的甲烷是一種可以燃燒的氣體，具很高的利用價值，可以直接用于鍋爐燃燒或發(fā)電;

②污泥產(chǎn)量很低;

由于污水中大部分機污染物在厭氧生物處理過程中被轉(zhuǎn)化為沼氣——甲烷和二氧化碳，而用于細胞合成的機物相對較少;同時，微生物增殖速率好氧工藝要比厭氧高很多，產(chǎn)酸菌的產(chǎn)率Y為0.15~0.34kgVSS/kgCOD，產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)率Y為0.03kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的產(chǎn)率約為0.25~0.6kgVSS/kgCOD。

③厭氧可以對好氧微生物不能降解的一些機物進行降解或部分降解;因此，對于污水中含難降解機物質(zhì)時，利用厭氧工藝進行處理后的效果更好一些，或者也可以將厭氧工藝作作為提高污水可生化性預處理工藝，為后續(xù)好氧處理工藝提供基礎。

厭氧生物處理的三個階段

理論研究認為三個階段，即厭氧消化過程分為水解發(fā)酵階段、產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段、產(chǎn)甲烷階段三部分。

水解發(fā)酵階段和產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段又可合稱為酸性發(fā)酵階段。在這個階段，污水中的復雜機物，在酸性腐化菌或產(chǎn)酸菌的下，分解成簡單的機物，如機酸，醇類等，以及CO2、NH3和H2S等機物。由于機酸的積累，污水的pH值下降到6以下。此后，由于機酸和含氮化合物的分解，產(chǎn)生碳酸鹽和氨等使酸性減退，pH值回升到6.6～6.8左右。

⑴ 水解酸化階段。污水中復雜的大分子、不溶性的機物在細胞外酶的下水解為小分子、溶解性機物，然后滲入細胞體內(nèi)，水解產(chǎn)生揮發(fā)性機酸、醇類及醛類等。

⑵ 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。在產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌的下，各種機酸分解轉(zhuǎn)化為乙酸、氫和二氧化碳。

⑶ 產(chǎn)甲烷階段。產(chǎn)甲烷菌將乙酸、氫及二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。

IC與UASB在運行上大的差別表現(xiàn)在抗沖擊負荷方面，IC可以通過內(nèi)循環(huán)自動稀釋進水，效了*反應室的進水濃度的穩(wěn)定性。其次是它需要較短的停留時間，對可生化性好的廢水的確是優(yōu)點。大同意因為IC，抗沖擊負荷，容積，投資省等許多優(yōu)于UASB的優(yōu)點，是否就應該因此而放棄再選用UASB了呢？

IC運行溫度的設計完和UASB一樣，在調(diào)試運行上和UASB區(qū)別不大，只是在剛進水調(diào)試時盡可能采用水力些，然后逐步交互提升水力、機負荷，盡可能在負荷提升過程中*反應室上升流速大于10m/小時，但大水力負荷應控制在20m/小時以下，這樣即*反應室污泥床的傳質(zhì)效果，也避免污泥流失．冬季進水管道及反應器要保溫，因為厭氧菌對溫度波動敏感，對負荷波動適應要相對好的多．其實IC的調(diào)試比UASB要好調(diào)的多，能調(diào)試好UASB的，應該調(diào)試好IC沒太大問題．不是因為上升流速大，會不好控制而延長調(diào)試周期．IC它對進水水質(zhì)的要求是相對穩(wěn)定就行，它要求高的上升流速是滿足*反應室污泥床處于膨化狀態(tài)，加大傳質(zhì)效果，IC的高度較高，你不必太擔心會污泥流失，因為內(nèi)部它兩層三相分離，更何況*反應室產(chǎn)氣量較大，大部分沼氣被*反應室分離收集提升到部的氣水分離氣包進行氣與泥水的分離．二反應室氣量少泥水更易分離沉降．若接種顆粒污泥基本一個月便可達到設計負荷是沒問題的，絮狀污泥可能需三到五個月．

厭氧的工藝如何簡單識記：

A、厭氧接觸：消化池+厭氧沉淀池+厭氧污泥回流系統(tǒng)，這個與好氧工藝中的接觸氧化沒關系，莫聯(lián)想到填料上。

B、UASB：上流式厭氧污泥床反應器，污水從下而上穿過污泥床體，但是很多UASB的布水器是位于池的，也不是UASB就沒回流。

C、UBF：就是UASB+AF，形象特點說UASB上面再加上填料層。

D、EGSB：UASB拉高，做上回流，上流速度比UASB高很多，要力圖控制污泥顆粒化。

E、IC：甭管沒外回流（水泵回流），內(nèi)回流就行。

F、ABR：上下折流板。

優(yōu)點

IC 反應器的構(gòu)造及其工作原理決定了其在控制厭氧處理影響因素方面比其它反應器更具。

（1）容積：IC反應器內(nèi)污泥濃，微生物量大，且存在內(nèi)循環(huán)，傳質(zhì)，進水機負荷可過普通厭氧反應器的3倍以上。

（2）節(jié)省投資和占地面積：IC 反應器容積負荷率高出普通UASB 反應器3倍左右，其體積相當于普通反應器的1/4—1/3 左右，大大降低了反應器的基建投資；而且IC反應器高徑比很大（一般為4—8），所以占地面積少。

（3）抗沖擊負荷能力強：處理低濃度廢水（COD=2000—3000mg/L）時，反應器內(nèi)循環(huán)流量可達進水量的2—3 倍；處理高濃度廢水（COD=10000—15000mg/L）時，內(nèi)循環(huán)流量可達進水量的10—20倍。大量的循環(huán)水和進水充分混合，使原水中的害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低了毒物對厭氧消化過程的影響。

（4）抗低溫能力強：溫度對厭氧消化的影響主要是對消化速率的影響。IC反應器由于含大量的微生物，溫度對厭氧消化的影響變得不再突出和嚴重。通常IC反應器厭氧消化可在常溫條件（20—25 ℃）下進行，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)流量相當于1 厭氧區(qū)的出水回流，可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度，對pH值起緩沖，使反應器內(nèi)pH值保持好的狀態(tài)，同時還可減少進水的投堿量。

（6）內(nèi)部自動循環(huán)，不必外加動力：普通厭氧反應器的回流是通過外部加壓實現(xiàn)的，而IC 反應器以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動力來實現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，不必設泵強制循環(huán)，節(jié)省了動力消耗。

（7）出水：利用二UASB串聯(lián)分厭氧處理，可以補償厭氧過程中K s高產(chǎn)生的不利影響。Van Lier[6]在1994年證明，反應器分會降低出水VFA濃度，延長生物停留時間，使反應進行穩(wěn)定。

（8）啟動周期短：IC反應器內(nèi)污泥活性高，生物增殖快，為反應器快速啟動提供利條件。IC反應器啟動周期一般為1～2個月，而普通UASB啟動周期長達4～6個月。

（9）沼氣利用價值高：反應器產(chǎn)生的生物氣純，CH4為70%～80%，CO2為20%～30%，其它機物為1%～5%，可作為燃料加以利用

運行管理
1．厭氧生物處理設施運行管理應該注意的問題
(1) 當被處理污水濃度較高（CODCr值大于5000mg/L）時，必須采取回流的運行方式，回流比根據(jù)具體情況確定，效的回流，不可以降低進水濃度，還可以增大進水量，處理設施內(nèi)的水流分布均勻，避免出現(xiàn)短流現(xiàn)象。回流還可以防止進水濃度和厭氧反應器內(nèi)pH值的劇烈波動，使厭氧反應平穩(wěn)進行，也就是說可以減少厭氧反應對堿度的需求量，降低運行。厭氧反應是產(chǎn)能過程，出水溫于進水．因此冬季氣溫低時，反應器內(nèi)的溫度恒定，盡可能使厭氧微生在其適宜溫度下活動。
(2)-般的工業(yè)廢水溫度難以達到35℃，需要加熱（尤其在冬季）。因此，為節(jié)約加溫所需能量，一方面要注意保溫（包括采取加大回流量等措施），盡可能防止反應器熱量散失，另一方而要充分發(fā)揮反應器內(nèi)污泥濃度較大的特點，盡可能提高反應器內(nèi)污泥濃度，減弱溫度對厭氧反應的影響。
(3)沼氣要及時效地排出。厭氧消化過程必定伴隨著沼氣的產(chǎn)生，沼氣對污泥可以起到攪拌和，促進污水與污泥的混合接觸，這是其利的一面。同時，沼氣的存在也會起到類似浮渣的，沼氣向上溢出時將部分污泥帶到液面．導致浮渣的產(chǎn)生和出水中懸浮物含量增加及水質(zhì)變差。因此，要設置氣體擋板和集氣罩，將沼氣從厭氧消化裝置內(nèi)引出，在出水堰附近留足夠的沉淀區(qū)，以出水水質(zhì)。
(4)污泥負荷要適當。為保持厭氧消化過程三個階段的平衡，使揮發(fā)性脂肪酸等中間產(chǎn)物的生成與消耗平衡，防止酸積累導致pH值下降，進水機負荷不宜過高，一般不0.5kgCODcr/(kgMLSS•d)?？梢酝ㄟ^提高反應器內(nèi)污泥濃度，在保持相對較低的污泥負荷條件下，獲得較高的容積負荷。一般來說，厭氧消化裝置的容積負荷都在5kg CODcr/(m3•d)以上，甚高達50kg CODcr/( m3•d)。

(5)當被處理污水懸浮物濃度較大（一般指1000mg/L以上）時，就應當對污水進行沉淀、過濾、或浮選等適當?shù)念A處理，以降低進水的懸浮物含量，防止填料層堵塞。一般AF的進水懸浮物不過200mg/L，但如果懸浮物可以生物降解而且均勻分散在污水中，則懸浮物對AF幾乎不產(chǎn)生不利影響。
(6)要充分創(chuàng)造厭氧環(huán)境。氧是厭氧微生物正常活動的前提，甲烷菌則必須在的厭氧環(huán)境下才能率發(fā)揮。在污水提升進入?yún)捬跸b置、出水回流等環(huán)節(jié)都要盡可能避免與空氣的接觸，盡可能減少與空氣接觸的機會。如水流過程中盡量不要出現(xiàn)跌水、攪動等現(xiàn)象，調(diào)節(jié)池、回流池等要加蓋封閉，污水提升不要使用氣提泵。厭氧反應構(gòu)筑物應經(jīng)過氣密試驗，確保嚴密滲漏。

洪湖市IC厭氧反應器

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