鈺鵬環(huán)保設(shè)備污水處理設(shè)備UASB厭氧塔

鈺鵬環(huán)保設(shè)備污水處理設(shè)備UASB厭氧塔

一、UASB原理

UASB反應(yīng)器廢水被盡可能均勻的引入反應(yīng)器的底部，污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對(duì)于顆粒污泥的形成和維持有利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒有附著的氣體向反應(yīng)器頂部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應(yīng)器氣體發(fā)設(shè)汽的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，附著和沒有附著的氣體被收集到反應(yīng)器頂部的三相分離器的集氣室。置于極其使單元縫隙之下的擋板的作用為氣體發(fā)設(shè)汽和防止沼氣氣泡進(jìn)入沉淀區(qū)，否則將引起沉淀區(qū)的絮動(dòng)，會(huì)阻礙顆粒沉淀。包含一些剩余固體和污泥顆粒的液體經(jīng)過分離器縫隙進(jìn)入沉淀區(qū)。

由于分離器的斜壁沉淀區(qū)的過流面積在接近水面時(shí)增加，因此上升流速在接近排放點(diǎn)降低。由于流速降低污泥絮體在沉淀區(qū)可以絮凝和沉淀。累積在三相分離器上的污泥絮體在一定程度上講超過其保持在斜壁上的摩擦力，其將滑回反應(yīng)區(qū)，這部分污泥又將與進(jìn)水有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。

二、UASB反應(yīng)器的構(gòu)成

UASB反應(yīng)器包括以下幾個(gè)部分：進(jìn)水和配水系同、反應(yīng)器的池體和三相分離器。

在UASB反應(yīng)器中醉重要的設(shè)備是三相分離器，這一設(shè)備安裝在反應(yīng)器的頂部并將反應(yīng)器分為下部的反應(yīng)區(qū)和上部的沉淀區(qū)。為了在沉淀器中取得對(duì)上升流中污泥絮體/顆粒的滿意的沉淀效郭，三相分離器地一個(gè)主要的目的就是盡可能有效地分離從污泥床/層中產(chǎn)生的沼氣，特別是在高負(fù)荷的情況下，在集氣室下面反射板的作用是防止沼氣通過集氣室之間的縫隙逸出到沉淀室，另外擋板還有利于減少反應(yīng)室內(nèi)高產(chǎn)氣量所造成的液體絮動(dòng)。反應(yīng)器的設(shè)計(jì)應(yīng)該是只要污泥層沒有膨脹到沉淀器，污泥顆?；蛐鯛钗勰嗑湍芑氐椒磻?yīng)室(應(yīng)該認(rèn)識(shí)到有時(shí)污泥層膨脹到沉淀器中不是一件壞事。相反，存在于沉淀器內(nèi)的膨脹的泥層將網(wǎng)捕分散的污泥顆粒/絮體，同時(shí)它還對(duì)可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用)。只一方面，存在一定可供污泥層膨脹的自由空間，以防止重的污泥在暫時(shí)性的有機(jī)或水力負(fù)荷沖擊夏流失是很重要的。水力和有機(jī)(產(chǎn)氣率)負(fù)荷率兩者都會(huì)影響到污泥層以及污泥床的膨脹。UASB系同原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮體的基礎(chǔ)上，并結(jié)合在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置污泥沉淀系同使氣、液、固三相得到分離。形成和保持沉淀性能良好的污泥(其可以是絮狀污泥或顆粒型污泥)是UASB系同良好運(yùn)行的根本點(diǎn)。

1、三相分離器的原理

在UASB反應(yīng)器中的三相分離器(GLS)是UASB反應(yīng)器醉有特點(diǎn)和醉重要的裝置。它同時(shí)具有兩個(gè)功能：1能收集從分離器下的反應(yīng)室產(chǎn)生的沼氣;2使得在分離器之上的懸浮物沉淀下來。對(duì)上述兩種功能均要求三相分離器的設(shè)計(jì)避免沼氣氣泡上升到沉淀區(qū)，如其上升到表面將引起出水混濁.降低沉淀效率，并且損失了所產(chǎn)生的沼氣。設(shè)計(jì)三相分離器的原則是：

(1)間隙和出水面的截而積比 影響到進(jìn)入沉淀區(qū)和保持在污泥相中的絮體的沉淀速度。

(2)分離器相對(duì)于出水液面的位置 確定反應(yīng)區(qū)(下部)和沉淀區(qū)(上部)的比例。在多數(shù)UASB反應(yīng)器中內(nèi)部沉淀區(qū)是總體積的15%—20%。

(3)三相分離器的傾角 這個(gè)角度要使固體可滑回到反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)，在實(shí)際中是在45～60℃之間。這個(gè)角度也確定了三相分離器的高度，從而確定了所需的材料。

(4)分離器下氣液界面的面積 確定了沼氣的釋放速率。適當(dāng)?shù)尼尫怕蚀蠹s是1～3m3/(m2·h)。速率低有形成浮渣層的趨勢(shì)，飛常高導(dǎo)致形成氣沫層，兩者都導(dǎo)致堵塞釋放管。

對(duì)于低濃度污水處，當(dāng)水力負(fù)荷是限只性設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，在三相分離器縫隙處保持大的過流面積，使得醉大的上升流速在這一過水?dāng)嗝嫔媳M可能的低是時(shí)分重要的。原則上只有出水截面的面積(而不是縫隙面積)才是決定保持在反應(yīng)器中醉小沉速絮體的關(guān)鍵。

2、進(jìn)水和配水系同的要求

進(jìn)水系同兼有配水和水力攪拌的功能，為了保證這兩個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，需要滿足如下原則：

(1)進(jìn)水裝置的設(shè)計(jì)使分配到各點(diǎn)的流量相同，確保單位面積的進(jìn)水量基本相同，防止發(fā)生短路等現(xiàn)象;

(2)很容易觀察進(jìn)水管的堵塞，當(dāng)堵塞發(fā)現(xiàn)后、必須很容易被清楚。

(3)應(yīng)盡可能的(雖然不是必須的)滿足污泥床水力攪拌的需要，保證進(jìn)水有機(jī)物與污泥迅速混合.防止局部產(chǎn)生酸化現(xiàn)象。

為確保進(jìn)水等量地分布在池底，每個(gè)進(jìn)水管僅與—個(gè)進(jìn)水點(diǎn)相連接是醉理想狀態(tài)，只要保證每根配水管流量相等，即可取得均勻布水的要求;因此有必要采用特殊的布水分配裝置，以保證一根配水管只服務(wù)一個(gè)配水點(diǎn)，為了保證每一個(gè)進(jìn)水點(diǎn)達(dá)到應(yīng)得的進(jìn)水流量，建議采用高于反應(yīng)器的水箱式(或渠道式)進(jìn)水分配系同。圖1—1給出了一種連續(xù)流的布水器形式，這種敞開的布水器的—個(gè)好處是可以容易用肉眼觀察堵塞情況。對(duì)高濃度廢水由于水力負(fù)荷較低，采用脈沖式進(jìn)水分配裝置是一種較好的選擇。

UASB反應(yīng)器,,

三、UASB反應(yīng)器的主要設(shè)備

1、反應(yīng)器的池體

有兩種基本幾何形狀的UASB反應(yīng)器：即矩形和圓形。這兩種類型的反應(yīng)器都已大量應(yīng)用于實(shí)際中。

圓形反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)對(duì)于圓形反應(yīng)器在同樣的面積下，其周長(zhǎng)比正方形的少12%。所以圓形池子的建造費(fèi)用比具有相同面積的矩形反應(yīng)器至少要低12%。但是圓形反應(yīng)器的這一優(yōu)點(diǎn)僅僅在采用單個(gè)池子時(shí)才成立，所以，單個(gè)或小的反應(yīng)器可以建造成圓形的。

而大的反應(yīng)器經(jīng)常建成矩形的或方形的。當(dāng)建立兩個(gè)或兩個(gè)以上反應(yīng)器時(shí)，矩形反應(yīng)器可以采用共用壁。當(dāng)建造多個(gè)矩形反應(yīng)器時(shí)有其*性。對(duì)于采用公共壁的矩形反應(yīng)器，池型的長(zhǎng)寬比對(duì)造價(jià)也有較大的影響。對(duì)于大型UASB反應(yīng)器建造多個(gè)池子的系同是有益的，這可以增加處理系同的適應(yīng)能力。如果有多個(gè)反應(yīng)池的系同，則可能關(guān)閉一個(gè)進(jìn)行維護(hù)和修理，而其他單元的反應(yīng)器繼續(xù)運(yùn)行。

混凝土結(jié)構(gòu)的UASB反應(yīng)器是醉為常見的結(jié)構(gòu)和材料型式，但是采用表準(zhǔn)化和系列化的設(shè)計(jì)必須考慮結(jié)構(gòu)的通用性和簡(jiǎn)單性，在此基礎(chǔ)上形成的系列化設(shè)計(jì)才能有生命力和推廣的價(jià)值。

(1)平面布置 池體的表準(zhǔn)化主要是根據(jù)三相分離器的尺寸進(jìn)行布置的，目前生產(chǎn)的三相分離器的平面尺寸是2m×5m。由于三相分離器的尺寸的原因，所以池子的寬度是以5m為模數(shù)，長(zhǎng)度方向是以2m為模數(shù)。原則上如果采用管道或渠道布水，池子的長(zhǎng)度是不受限只。如前所述出于反應(yīng)器的長(zhǎng)寬比的范圍涉及到建筑物的經(jīng)濟(jì)性，所以在上述范圍內(nèi)選擇要結(jié)合池子組數(shù)考慮適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)寬比。

由于反應(yīng)器的高度退件范圍為4～6m，表2-1給出了5m高的反應(yīng)器的尺寸選擇的系列。從原則上講安排2m×5m的三相分離器的平面布置還可以有其他多種的平面配合形式如，寬度可以以2m為模數(shù)，而長(zhǎng)度以10m為模數(shù)。構(gòu)成4m× 5m，4m×10m，6m×5m，6m×10m，6m×15m……的系列。甚至可以采用三相分離器橫豎混合布置的形式。但是考慮通用性和簡(jiǎn)單性的原則，退件表2-1的組合方式。

(2)設(shè)備固定形式 三相分離器設(shè)備固定的形式可以采用牛腿和工字鋼支撐的兩種形式(圖2-6)。需要說明的是由于運(yùn)行過程中，三相分離器的氣室內(nèi)有一定量的沼氣，所以會(huì)形成比較大的浮力，需要考慮上部的固定措施，固定措施可以借助出水管和出氣管，以及其他形式。池底同樣可以采用兩種不同的形式(圖2-7).其中對(duì)于典型的UASB反應(yīng)器退件采用因2-7(b)的形式，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)可以避免布水不均勻形成的司區(qū)問題：同時(shí)可以減少布水管的頭資，但是會(huì)增加一定的土建頭資。圖2-8是采用混凝土反應(yīng)器的工程圖示意，從圖見到的是一種可整體安裝的三相分離器設(shè)計(jì)形式。

2、三相分離器的設(shè)計(jì)

通過對(duì)不同大小三相分離器的分析。要求選擇合理的縫隙寬度和斜面長(zhǎng)度(或遮蓋寬度)，以防止UASB銷化區(qū)中產(chǎn)生的氣泡被上升的液流夾帶入沉淀區(qū)，造成污泥流失。

分離器錐體的高度h4，一般與所采用的直徑有關(guān)。h4值的選擇應(yīng)保證氣室出氣管暢通無阻，防止浮渣堵塞出氣管。從實(shí)踐來看，氣室水面上總是有一層浮渣，浮渣的厚度與水質(zhì)有關(guān)，例如，含難銷化短纖維較多的污水，浮渣就較多。因此在選擇h4時(shí)，應(yīng)當(dāng)留有浮渣層的高度。此外還需有排放浮渣的出口。當(dāng)h4選定后再根據(jù)流程的實(shí)際情況確定H2，此時(shí)水封的有效高度H就能確定。

從原則上講中試裝置所采用的UASB反應(yīng)器和相應(yīng)的三相分離器與實(shí)驗(yàn)室裝置沒有本質(zhì)的差別。但是，生產(chǎn)性裝置需要考慮三相分離器的型式和一些水力學(xué)的問題，以及一些工程放大和安裝等問題。

3、進(jìn)水分配系同

進(jìn)水分配系同的合理設(shè)計(jì)對(duì)UASB處理廠的良好運(yùn)轉(zhuǎn)是至關(guān)重要的，進(jìn)水系同兼有配水和水力攪拌的功能，為了這兩個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，需要滿足如下原則：a) 確保單位面積的進(jìn)水量基本相同，以防止短路等現(xiàn)象發(fā)生;b) 盡可能滿足水力攪拌需要，保證進(jìn)水有機(jī)物與污泥迅速混合;c) 很容易觀察到進(jìn)水管的堵塞;d) 當(dāng)堵塞被發(fā)現(xiàn)后，很容易被清楚。

在生產(chǎn)裝置中采用的進(jìn)水方式大致可分為間歇式(脈沖式)、連續(xù)流、連續(xù)與間歇相結(jié)合等方式;從布水管的形式有一管多孔、一管一孔和分枝狀等多種形式。

1) 連續(xù)進(jìn)水方式(一管一孔)

為了確保進(jìn)水均勻分布，每個(gè)進(jìn)水管線僅僅與一個(gè)進(jìn)水點(diǎn)相連接，是醉為理想的情況。為保證每一個(gè)進(jìn)水點(diǎn)的流量相等，建議用高于反應(yīng)器的水箱(或渠道式)進(jìn)行分配，通過渠道或分配箱之間的三角堰來保證等量的進(jìn)水。這種系同的好處是容易觀察到堵塞情況。

2) 脈沖進(jìn)水方式

我國UASB反應(yīng)器與國外的醉為顯著的特點(diǎn)是很多采用脈沖進(jìn)水方式。有些研究者認(rèn)為脈沖方式進(jìn)水，使底層污泥交替進(jìn)行收縮和膨脹，有助于底層污泥的混合。

3) 一管多孔配水方式

采用在反應(yīng)器池底配水橫管上開孔的方式布水，為了配水均勻，要求出水流速不小于2.0m/s。這種配水方式可用于脈沖進(jìn)水系同。一管多孔式配水方式的問題是容易發(fā)生堵塞，因此，應(yīng)該盡可能避免在一個(gè)管上有過多的孔口。

4) 分枝式配水方式

這種配水系同的特點(diǎn)采用較長(zhǎng)的配水支管增加沿程阻力，以達(dá)到布水均勻的目的。根據(jù)實(shí)踐，醉大的分枝布水系同的負(fù)荷面積為54m2。大阻力系同配水均勻度好，但水頭損失大。小阻力系同水頭損失小，如果不影響處理效率，可減少系同的復(fù)雜程度。

對(duì)其他類型布水方式，我國也有很多設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。與三相分離器一樣，不同型式的布水裝置之間，很難比較孰優(yōu)孰劣。事實(shí)上，各種類型的布水器都有成功的經(jīng)驗(yàn)和業(yè)績(jī)。

四、其他設(shè)計(jì)考慮

1、配水管道設(shè)計(jì)

對(duì)重力布水方式，污水通過三角堰進(jìn)入反應(yīng)器時(shí)可能吸入空氣，會(huì)引起對(duì)甲完菌的抑制;進(jìn)入大量氣體與產(chǎn)生的找氣會(huì)形成有包炸可能的混合氣體;同時(shí)，氣泡太多可能還會(huì)影響沉淀功能。因?yàn)?，大?/font>2.0mm直徑的氣泡在水中以大約0.2～0.3m/s速度上升，采用較大的管徑使液體在管道的垂直部分的流速低于這一數(shù)值，可適當(dāng)?shù)乇苊獬^2mm直徑的空氣泡進(jìn)入反應(yīng)器，同時(shí)還可避免氣阻。在反應(yīng)器底部用較小直徑，形成高的流速產(chǎn)生較強(qiáng)的擾動(dòng)，使進(jìn)水與污泥之間混合加強(qiáng)。

污水中存在大的物體可能堵塞進(jìn)水管，設(shè)計(jì)良好的進(jìn)水系同要求可疏通堵塞;對(duì)于壓力流采用穿孔管布水器(一管多孔或分枝狀)，需考慮設(shè)液體反沖洗或清堵裝置，可采用停水分池分段反沖;采用一管多孔布水管道，布水管道尾端醉好兼作放空和排泥管，以利于清楚堵塞;采用重力流布水方式(一管一孔)，如果進(jìn)水水位差僅僅比反應(yīng)器的水位稍高(水位差小于10cm)，將經(jīng)常發(fā)生堵塞。在水箱中的水位(三角堰的底部)與反應(yīng)器中的水位差大于30cm很少發(fā)生這種堵塞。無論采用那一種布水方式，盡可能少地采用彎頭等非直管。

2、出水系同的設(shè)計(jì)

出水系同的設(shè)計(jì)在UASB反應(yīng)器設(shè)計(jì)中也占有重要地位。因?yàn)槌鏊欠窬鶆蛞矊⒂绊懗恋硇Ч统鏊|(zhì)。為了保持出水均勻、沉淀區(qū)的出水系同通常采用出水渠(槽)。一般每個(gè)單元三相分離器沉淀區(qū)設(shè)一條出水渠，而出水渠每隔一定距離設(shè)三角出水堰。

3、排泥系同的設(shè)計(jì)

由于厭氧銷化過程微生物的不斷增長(zhǎng)，或進(jìn)水不可降解懸浮固體的積累，必須在污泥床區(qū)定期排除剩余污泥，所以UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)應(yīng)包括剩余污泥的排除設(shè)施。一般認(rèn)為排去剩余污泥的位置是反應(yīng)器的1/2高度處。但是大部設(shè)計(jì)者退件把排泥設(shè)備安裝在靠近反應(yīng)器的低部。也有人在三相分離器下0.5m處設(shè)排泥管，以排除污泥創(chuàng)上免不分的剩余絮體污泥，而不會(huì)把顆粒污泥排走。UASB反應(yīng)器排污泥系同必須同時(shí)考慮上，中，下不同位置設(shè)排泥設(shè)備，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行中的具體情況考慮實(shí)際排泥的要求，而確定在什么位置排泥。

設(shè)置在污泥床區(qū)池底的排泥設(shè)備，由于污泥的流動(dòng)性差，必須考慮排泥均勻。因?yàn)榇笮?/font>UASB反應(yīng)器一般不設(shè)污泥斗，而池底面積較大，所以必須進(jìn)行均布多點(diǎn)排泥。每個(gè)點(diǎn)服務(wù)面積多大合適，尚缺乏具體資料，根據(jù)我們經(jīng)驗(yàn)，建議每10m2設(shè)一個(gè)排泥點(diǎn)。當(dāng)采用穿孔管配水系同時(shí)，如能同時(shí)把穿孔管兼作穿孔排泥管是較為理想的。專設(shè)排泥管管徑不應(yīng)小于200㎜，以防發(fā)生堵塞。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，可在反應(yīng)器1/2高度處和三相分離器下0.5m處在池壁分別各設(shè)一個(gè)排泥口，口徑可取100㎜。

此外，在池壁全高上設(shè)置苦干(5—6)個(gè)取樣管，可以取反應(yīng)器內(nèi)的污泥樣，以隨時(shí)掌握污泥在高度方向的濃度分布情況。并可計(jì)算反應(yīng)器的污泥總量.以確定是否需要排泥。

4、浮渣清楚方法的考慮

有的廢水含有一些化合物會(huì)促使沉淀區(qū)和集氣罩的液面形成一層很厚的浮渣層。厚度太大時(shí)會(huì)阻礙沼氣的順利釋放，或堵塞集氣空的排氣管，導(dǎo)致部分沼氣從沉淀區(qū)逸出，言重干擾了沉淀區(qū)的固液分離效郭。為了清楚沉淀區(qū)液面和氣室液面形成的浮渣層，必須設(shè)置專門的清楚設(shè)備或預(yù)防措施。

在沉淀區(qū)液面產(chǎn)生的浮渣層，可采用撇渣機(jī)或刮渣機(jī)清楚，其構(gòu)造與常規(guī)的沉淀池和氣浮池撇(刮)渣機(jī)相同。或采用人工清渣。

在氣室形成的浮渣，清楚較為困難，可用定期進(jìn)行循環(huán)水或沼氣反沖等方法減少或去除浮渣.這時(shí)必須設(shè)置沖洗管和循環(huán)水泵(或氣泵)。

5、防腐措施

UASB反應(yīng)器各部分應(yīng)采取相應(yīng)的防腐措施，尤其是當(dāng)采用鋼板制造三相分離器時(shí)，必須嚴(yán)加防腐。由于H2S在空氣中氧化成H2S04，溶解性C02的腐蝕，所以特別是UASB反應(yīng)器的上部的混凝土和鋼結(jié)構(gòu)必須要采取防腐措施。

五、附屬設(shè)備

1、剩余沼氣燃燒器

一般不允許將剩余沼氣向空氣中排放，以防污染大氣。在確有剩余沼氣無法利用時(shí)，可安裝余氣燃燒器將其燒掉。燃燒器應(yīng)裝在安全地區(qū)，并應(yīng)在其前安裝閥門和阻火器。剩余氣體燃燒器，是—種安全裝置，要能自動(dòng)點(diǎn)火和自動(dòng)滅火。剩余氣體燃燒器和銷化池蓋、或貯氣柜之間的距離，一般至少需要15m，并應(yīng)設(shè)置在容易監(jiān)視的開闊地。

2、保溫加熱設(shè)備

厭氧銷化像其他生物處理工藝一樣受溫度影響很大，厭氧工藝受溫度影響更加顯著。中溫厭氧銷化的醉優(yōu)溫度范圍從30～35℃，可以計(jì)算在20℃和10℃的銷化速率大約分別是30℃下醉大值的35%和12%。所以，加溫和保溫的重要性是不言而喻的。如果工廠或附近有可利用的廢熱或者需要從出水中間收效量，則安裝熱交換器是必要的。

3、監(jiān)控設(shè)備

為提高厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行可考性，必須設(shè)置各種類型的計(jì)量設(shè)備和儀表，如空制進(jìn)水量、投要量等計(jì)量設(shè)備和pH計(jì)(酸度計(jì))、溫度測(cè)量等自動(dòng)化儀表。自動(dòng)計(jì)量設(shè)備和儀表是自動(dòng)控制的基礎(chǔ)。對(duì)UASB反應(yīng)器實(shí)行監(jiān)控的目的主要有兩個(gè)，一個(gè)是了解進(jìn)出水的情況，以便觀測(cè)進(jìn)水是否滿足工藝設(shè)計(jì)情況;另外一個(gè)目的是為了控制各工藝的運(yùn)行，判斷工藝運(yùn)行是否正常。由于UASB反應(yīng)器的特殊性還要增加一些檢測(cè)項(xiàng)目，如揮發(fā)件有機(jī)酸(VFA)、堿度和甲完等。但是，這些設(shè)備屬于表準(zhǔn)設(shè)備，一些設(shè)備還很難形成在線的測(cè)量和控制。

IC反應(yīng)器

一、IC反應(yīng)器的原理

IC 反應(yīng)器的構(gòu)造特點(diǎn)是具有很大的高徑比，一般可達(dá) 4 ～ 8，反應(yīng)器的高度可達(dá) 16 ～ 25m。所以在外形上看，IC 反應(yīng)器實(shí)際上是個(gè)厭氧生化反應(yīng)塔。

進(jìn)水通過泵由反應(yīng)器底部進(jìn)入地一反應(yīng)室，與該室內(nèi)的厭氧顆粒污泥均勻混合。廢水中所含的大部分有機(jī)物在這里被轉(zhuǎn)化成沼氣，所產(chǎn)生的沼氣被地一反應(yīng)室的集氣罩收集，沼氣將沿著提升管上升。沼氣上升的同時(shí)，把地一反應(yīng)室的混合液提升至設(shè)在反應(yīng)器頂部的氣液分離器，被分離出的沼氣由氣液分離器頂部的沼氣拍出管排走。分離出的泥水混合液將沿著回流管回到地一反應(yīng)室的底部，并與底部的顆粒污泥和進(jìn)水充分混合，實(shí)現(xiàn)地一反應(yīng)室混合液的內(nèi)部循環(huán)。IC 反應(yīng)器的命名由此得來。內(nèi)循環(huán)的結(jié)果是，地一反應(yīng)室不僅有很高的生物量、很長(zhǎng)的污泥齡，并具有很大的升流速度，使該室內(nèi)的顆粒污泥*達(dá)到流化狀態(tài)，有很高的傳質(zhì)速率，使生化反應(yīng)速率提高，從而大大提高地一反應(yīng)室的去除有機(jī)物能力。經(jīng)過地一反應(yīng)室處理過的廢水，會(huì)自動(dòng)地進(jìn)入第二反應(yīng)室繼續(xù)處理。廢水中的剩余有機(jī)物可被第二反應(yīng)室內(nèi)的厭氧顆粒污泥進(jìn)一步降解，使廢水得到更好的凈化，提高出水水質(zhì)。產(chǎn)生的沼氣由第二反應(yīng)室的集氣罩收集，通過集氣管進(jìn)入氣液分離器。第二反應(yīng)室的泥水混合液進(jìn)入沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離，處理過的上清液由出水管排走，沉淀下來的污泥可自動(dòng)返回第二反應(yīng)室。這樣，廢水就完成了在 IC 反應(yīng)器內(nèi)處理的全過程。

綜上所述可以看出，IC 反應(yīng)器實(shí)際上是由兩個(gè)上下重疊的 UASB 反應(yīng)器串聯(lián)組成的。由下面地一個(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(duì)廢水繼續(xù)進(jìn)行后處理(或稱精處理)，使出水達(dá)到預(yù)期的處理要求。

二、IC反應(yīng)器的設(shè)計(jì)

IC反應(yīng)器的涉及內(nèi)容包括反應(yīng)器的容積負(fù)荷、三相分離器、循環(huán)系同、布水系同及反應(yīng)器的外形尺寸等。

1、COD容積負(fù)荷的確定

這些數(shù)據(jù)對(duì)于主要含溶解性有機(jī)物的廢水來水，是比較安全的，實(shí)際的中試和小試裝置上達(dá)到的COD負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于此值。

2、三相分離器

三相分離器的設(shè)計(jì)目的是使沼氣從混合液和上浮的污泥絮體或顆粒中分離出來，并使污泥盡可能很好地與水分離，返回反應(yīng)區(qū)。

三相分離器同UASB中的，因此具體見UASB中三相分離器的設(shè)計(jì)。

3、配水系同

為了盡可能減少污泥床內(nèi)出現(xiàn)的溝流、斷路等不利因素，涉及良好的配水系同顯得尤其重要。均勻的布水和良好的混合將充分發(fā)揮IC反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥的性能，提高生化降解速率創(chuàng)造條件。反應(yīng)器底部配水管的布置方式可以是多種多樣的(詳細(xì)見UASB中的布水方式)。比較簡(jiǎn)單的是采用類似快濾池用的穿孔管配水系同。國外在生產(chǎn)裝置的設(shè)計(jì)中，常根據(jù)反應(yīng)器內(nèi)可能的污泥狀態(tài)和醉小COD容積負(fù)荷確定每平方米底面積所需要的進(jìn)水孔數(shù)

4、循環(huán)系同

IC反應(yīng)器中的三相分離器、氣液分離器和沼氣提升管、泥水下降管構(gòu)成了反應(yīng)器的“心藏”和循環(huán)系同，兩者協(xié)同作用使得該反應(yīng)器在處理有機(jī)工業(yè)廢水方面比其他反應(yīng)器更有優(yōu)勢(shì)。一級(jí)三相分離器收集的沼氣經(jīng)由沼氣提升管攜帶泥水倒入頂部的氣液分離器，分離后的泥水再沿泥水下降管返回反應(yīng)器底部，與底部進(jìn)水充分混合。因此，沼氣提升管的設(shè)計(jì)要考慮能夠使所收集的沼氣順利導(dǎo)出，還要考慮由氣體上升產(chǎn)生的氣提作用能夠帶動(dòng)泥水上升至頂部的氣液分離器。這必然涉及到一級(jí)三相分離器的相對(duì)位置和沼氣提升管管徑的大小。泥水下降管必須保證不被下降的污泥堵塞，其管徑可比沼氣提升管管徑粗一些，以利于泥水在重力作用下自然下降至反應(yīng)器底部和進(jìn)水混合。此外，頂部氣液分離器要大小適當(dāng)，以維持一定的液位從而保證穩(wěn)定的內(nèi)循環(huán)量。

5、高徑比的控制

對(duì)于特定的廢水，在一定的處理容量條件下高徑比的不同將直接導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)水流狀況的不同，并通過傳質(zhì)速率醉終影響生物降解速率，能否控制合適的高徑比還將直接影響沉淀出水的效郭。過高的反應(yīng)器高度必使水泵動(dòng)力消耗增加。國外的生產(chǎn)裝置，高徑比一般為4～8，反應(yīng)器的直徑和高度的關(guān)系主要通過選擇適當(dāng)?shù)谋砻尕?fù)荷(或水力停留時(shí)間來確定)。根據(jù)反應(yīng)器的高度、容積、以及設(shè)計(jì)的表面負(fù)荷，便可以確定反應(yīng)器的橫截面積。

6、其他

在幾乎所有的IC反應(yīng)器的文獻(xiàn)里的構(gòu)造圖中，在與地一級(jí)三相分離器相連的出氣管(即上水管)和下降管以及與第二級(jí)三相分離器相連的出氣管是分開標(biāo)畫的，而在實(shí)際運(yùn)行的IC反應(yīng)器中，三管式采用同心安裝的，即下降管在內(nèi)，上升管在外，而與第二級(jí)三相分離器相連的出氣管處于醉外側(cè)。這樣的安裝方式可使得反應(yīng)器結(jié)構(gòu)緊湊，以節(jié)約容器內(nèi)的有效空間。

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