海南IC厌氧反应器实验装置 「今科仪器」结构简洁
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关 键 词：海南IC厌氧反应器实验装置
行 业：机械 仪器仪表 实验仪器装置
发布时间：2022-06-08
今科教学仪器厂家主要生产IC厌氧反应器实验装置、A20城市污水处理模拟装置、MBBR实验装置等排水处理实验装置，操作简单，性能稳定，质量可靠，价格公道，欢迎来电咨询。
IC厌氧反应器结构及其优缺点！
1、IC反应器的内部图解
厌氧内循环反应器简称IC反应器，是基于UASB反应器颗粒化和三相分离器的概念而改进的新型反应器，可看成是由两个UASB反应器的单元相互重叠而成。它的特点是在一个高的反应器内将沼气的分离分成两个阶段。底部一个处于端的高负荷，上部一个处于低负荷。其基本构造如图所示。
1-进水; 2-集气罩 3-沼气提升管和回流部分;4-气液分离器 ;5-沼气导管; 6-回流管;7-集气罩;8-集气管;9-沉淀区;10-出水管;11-气封。
IC反应器的构造特点是具有很大的高径比，一般可达到4-8，高度可达16-25m，从外观看，象一个厌氧生化反应塔。IE反应器从功能上讲由四个不同的功能部分组成：
1、混合区：由反应器的底部进入的污水与颗粒污泥和内部气体循环所带回的出水有效地混合，使进水得到有效地稀释和均化。
2、污泥膨胀床部分：由包含高浓度的颗粒污泥膨胀床所构成。床的膨胀或流化是由于进水的上升流速、回流和产生的沼气所造成。废水和污泥之间有效地接触使得污泥具有高的活性，可获得高的有机负荷和转化效率。
3、精处理部分：在这一区域内，由于低的污泥负荷率，相对长的水力停留时间和推流的流态特性，产生了有效的后处理。另外由于沼气产生的扰动在精处理部分较低，使得生物可降解COD几乎全部去除。虽然与UASB反应器条件相比，反应器的负荷率较高，但因内部循环流体不经过这一区域，因此在精处理区的上升流速也较低，这两点为固体停留提供了的条件。
4、回流系统：内部的回流是利用气提原理，因为在上部和下层的气室间存在着压力差。回流的比例是由产其量所决定的。
大部分有机物(BOD和COD)是在IC反应器下部的颗粒污泥膨胀床内降解为生物沼气的(甲烷)，沼气经由部分分离器收集，通过气体升力携带水和污泥进入气体上升管，至位于IE反应器顶部的液气分离罐进行液气分离，水与污泥经过循环下降管流向反应器底部，形成内循环流。级分离气的出流在第二级(上部)处理区得到后续处理，在此，大部分剩余的可降解的有机物(COD和BOD)得到进一步降解，所产生的沼气被二级分离器收集，出水通过溢流堰流出反应器。
内循环是基于气体上升原理，通过含气体的“上升管”和“下降管”介质密度的差别产生的，在此不需水泵实现这一内循环，内循环量(速度)通过上升管内沼气的含量，即进水中COD浓度的变化实现自我调节。该内循环功能使IE反应器具有较灵活的特点，比如：当进水COD负荷增高时，沼气产量，内循环管内气体上升力，经由下降管至下部的循环水进一步稀释了COD的浓度。反之，当进水COD负荷较小时，较少的沼气产量产生较小的气体上升力，使得较小的循环水流至反应器底部稀释进水COD浓度。由此可见，内循环特点可以保证在进水COD负荷波动的情况下，实现稳定的COD负荷自动调节。
2、IC反应器优缺点
IC反应器的优点主要有以下几点：
(1)容积负荷率高，水力停留时间短。
(2)基建投资省，占地面积小。由于IC反应器的容积负荷率高，故对于处理相同COD总量的废水，其体积仅为普通UASB反应器的30-50%左右，降低了基建投资。同时由于IC反应器具有很大的高径比，所以占地面积特别省，非常适用于一些占地面积紧张的厂矿企业采用。
(3)节省能耗。由于IC反应器是以自身产生的沼气作为提升的动力实现混合液的内循环，不必另设水泵实现强制循环，故可节省能耗。
(4)抗冲击负荷能力强。由于IC反应器实现了内循环，内循环液与进水在反应室充分混合，使原废水中的有害物质得到充分稀释，大大降低了有害程度，从而提高了反应器的耐冲击负荷的能力。
(5)具有缓冲pH值变化的能力。IC反应器可充分利用循环回流的碱度，对pH起缓冲作用，使反应器内的pH值保持稳定，从而节省进水的投碱量，降低运行费用。
(6)出水水质稳定。IC反应器相当于两级 UASB艺处理，下面一个的有机负荷率高，起“粗”处理作用，上面一个有机负荷率低，起“精” 处理作用，故比一般的单级处理的稳定性好，出水水质稳定。
IC反应器存在的缺点为：
经污泥分析表明，IC反应器比UASB反应器内含有的细微颗粒污泥(形成大颗粒污泥的前体)浓度高，加上水力停留时间相对短，高径比大，所以IC反应器的出水中含有更多的细微颗粒污泥，这使后续沉淀处理设备成为必要。
IC--内循环厌氧反应器
IC塔相似由2层UASB反应器串联而成，每层厌氧反应器的顶部各设一个气、固、液三相分离器。其由上下两个反应室组成。废水在反应器中自下而动，污染物被吸附并降解，净化过的水从反应器上部流出。
IC塔由下面个UASB反应器产生的沼气作为提升的内动力，是升流管与回流管的混合液产生一个密度差，实现了下部混合液的内循环，使废水获得强化预处理。上面的第二个UASB对废水进行后处理（或称精处理），使出水达到预期处理要求。由底部的污泥区和中上部的气、液、固三相分离区组合为一体的，通过回流和结构设计使废水在反应区内具有较高的上升流速，反应器内部颗粒污泥处于膨胀状态下厌氧反应器。结构形式见图4。
影响颗粒污泥形成因素
3-1 碱度
一般认为，进水水质中碱度通常应在1000mg/L（以CaCO3计）左右，而对于以碳水化合物为主的废水，进水碱度：COD>1:3是必要的。有学者研究表明，在颗粒污泥培养初期，控制出水碱度在1000mg/L（以CaCO3计）以上能成功培养出颗粒污泥。在颗粒污泥成熟后，对进水的碱度要求并不高。这对降低处理成本具有积意义。
3-2 微量元素及惰性颗粒
微量元素对微生物良好的生长也有重要作用。其中Fe，Co，Ni，Zn等对提高污泥活性，促进颗粒污泥形成是有益的。
此外，惰性颗粒作为菌体附着的核，对颗粒化起着积的作用。另外，有研究表明，投加活性炭可大大缩短污泥颗粒化的时间；在投加活性炭后颗粒污泥的粒径大，并使反应器运行更加稳定。
3-3 SO42-
关于SO42-对颗粒污泥的形成目前尚在讨论中。据Sam-Soon的胞外多聚物假说，局部氢的高分压是诱导微生物产生胞外多聚物从而与表面之间的相互作用，通过带电基团的静电吸引及物理接触等架桥作用，构成一种包含多种组分的生物絮体，从而形成颗粒污泥的必要条件。
而有硫酸盐存在时，由于硫酸盐还原菌对氢的快速利用，使反应器无法建立高的氢分压，从而不利于形成颗粒污泥。但有些国内外外学者发现处理含高硫酸盐废水时，会有非常薄的丝状体产生，它可作为产甲烷丝菌附着的原始核，从此开始颗粒的形成；硫酸盐还原产生的硫化物与一些金属离子结合形成不溶性颗粒，可能成为颗粒污泥生长的二次核。
3-4 接种污泥及接种量
一般来说，对接种污泥无要求，但接种污泥的不同对形成颗粒污泥的快慢有直接影响。因此，保证污泥的沉降性能好、厌氧微生物种类丰富、活性高，对加快颗粒污泥的形成是十分有利的。
对接种污泥的量，有学者研究认为，厌氧污泥接种量为11.5kgVSS/m3（按反应区容积计算）左右时，对于迅速培养出厌氧颗粒污泥是合适的。
3-5 启动方式
采用低浓度进水，结合逐步提高水力负荷的启动方式有利于污泥颗粒化。这是因为低浓度进水可以有效避免抑制性生化物质的过度积累，同时较高的水力负荷可加强水力筛分作用。
3-6 水力负荷
这是重要的一条，需要循序渐进。水力负荷太低，会导致大量分散污泥过度生长，从而影响污泥的沉降性能，甚至会导致污泥膨胀。但水力负荷过大，会对颗粒污泥造成剪切并会剥落未聚集细胞体的胞外多糖粘滞层而阻碍粘附聚集。
因此，在启动初期，应采用较小的水力负荷（0.05-0.1m3/m2?h）使絮体污泥能够相互粘结，向集团化生长，有利于形成颗粒污泥的初生体。当出现一定量的污泥后，提高水力负荷至0.25m3/m2?h以上，可以冲走部分絮体污泥，使密度较大的颗粒污泥沉降到反应器底部，形成颗粒污泥层。
为了尽快实现污泥颗粒化，把水力负荷提高到0.6m3/m2?h时，可以冲走大部分的絮体污泥。但是，提高水力负荷不能过快，否则大量絮体污泥的过早淘汰会导致污泥负荷过高，影响反应器的稳定运行。
其它几种厌氧消化器
1、升流式固定床反应器（USR）
USR是一种结构简单、适用于高悬浮固体原料的反应器。原料从底部进入消化器内，与消化器里的活性污泥接触，使原料得到快速消化。未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内，上清液从消化器上部溢出，这样可以得到比水力滞留期高得多的固体滞留期（SRT）和微生物滞留期（MRT），从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。在当前畜禽养殖行业粪污资源化利用方面，有较多的应用。许多大中型沼气工程，均采用该工艺。
工艺优点
1、反应器内不设三相分离器和其它构件。
2.比重较大的固体物累积使反应器内保持较高的固体量和生物量，保证较长的微生物和固体滞留时间。
3.浮渣层不易堵塞，产气效率高。
4.沼气随水流上升具有搅拌混合作用，促使有机固体与厌氧微生物充分接触反应。
5.当超负荷运行时，污泥沉降性能变差，出水COD升高，但一般不会造成酸化。
6.RT较长，出水带出的污泥不需回流，固体物可得到较的消化，SS去除率60%～70%。
工艺缺点
1.进料固形物悬浮物浓度控制不好，易出现堵塞布水管、单管布水易短流等问题。
2.对含纤维素较高的料液，表面易结壳。
3.沼渣沼液COD浓度含量较高，不适宜达标排放，一般用于农田施肥进行生态化处理。
2、塞流式反应器（PFR）
塞流式反应器也称推流式反应器，是一种长方形的非完全混合式反应器。高浓度悬浮固体发酵原料从一端进入，从另一端排出。消化器内沼气的产生可以为料液提供垂直的搅拌作用，料液在沼气池内无纵向混合，发酵后的料液借助于新鲜料液的推动作用而排走。
工艺优点
1.不需要搅拌，池形结构简单，能耗低。
2.适用于高SS废水的处理。
3.运行方便，故障少，管理简单，稳定性好。
工艺缺点
1.固体物易沉淀，影响反应器有效体积，使HRT和SRT降低，效率较低。
2.需要固体和微生物的回流作为接种物。
3.因反应器面积、体积较大，反应器内难以保持一致的温度。
4.易产生厚的结壳，堵塞反应器。
3、纤维填料生物膜消化器
纤维填料固定床生物膜消化器实质上是AF结构形式的一种。采用维纶制成的纤维填料。
工艺优点
1.维纶具有较好的耐腐蚀性能，在一般及石油等溶剂内均不溶解，是一种理想的填料。
2.孔隙率大、理论比表面积大、不易堵塞。
3.因生物膜的表面积大，具有强的消化能力。
工艺缺点
1.若进料浓度过高，会造成进料量超负荷，导致消化器底部物料酸化，影响消化器的稳定运行。
2.纤维填料若间距设计不合理，长期使用易发生粘连和堵塞。
4、单元混合塞流式厌氧消化器（RPR）
RPR是在高浓度、塞流及搅拌三结合厌氧消化器（HCPF）基础上根据厌氧发酵的不同阶段，将消化器分解成若干个单元，并通过厌氧单元内的不同搅拌强度及单元之间的料液混合，实现厌氧消化的过程。
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