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詳細(xì)介紹
IC厭氧反應(yīng)器原理
優(yōu)點
IC 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影響因素方面比其它反應(yīng)器更具。
（1）容積：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)，進(jìn)水機(jī)負(fù)荷可過普通厭氧反應(yīng)器的3倍以上。
（2）節(jié)省投資和占地面積：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，大大降低了反應(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）抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)：處理低濃度廢水（COD=2000—3000mg/L）時，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，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，大大降低了毒物對厭氧消化過程的影響。
（4）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)器由于含大量的微生物，溫度對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pH值起緩沖，使反應(yīng)器內(nèi)pH值保持好的狀態(tài)，同時還可減少進(jìn)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(yīng)器的回流是通過外部加壓實現(xiàn)的，而IC 反應(yīng)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(shè)泵強(qiáng)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(yīng)器分會降低出水VFA濃度，延長生物停留時間，使反應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定。
（8）啟動周期短：IC反應(yīng)器內(nèi)污泥活性高，生物增殖快，為反應(yīng)器快速啟動提供利條件。IC反應(yīng)器啟動周期一般為1～2個月，而普通UASB啟動周期長達(dá)4～6個月[7]。
（9）沼氣利用價值高：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
厭氧消化的發(fā)酵條件控制厭氧生物處理反應(yīng)器啟動時的注意事項哪些
（1）厭氧化物處理反應(yīng)器在投入運行之前，必須進(jìn)行充水試驗和氣密性試驗。充水試驗要求漏水現(xiàn)象，氣密性試驗要求池內(nèi)加壓到350mm水柱，穩(wěn)定15min后壓力降小于100 mm水柱。而且在進(jìn)行厭氧污泥的培養(yǎng)和馴化之前，應(yīng)使氮氣吹掃。
（2）厭氧活性污泥應(yīng)從處理同類污水的正在運行的厭氧處理構(gòu)筑物中取得，也可取自江河湖泊沼澤底部、市政下水道及污水集積處等處于厭氧環(huán)境下的淤泥，甚還可以使用好氧活性污泥法的剩余污泥進(jìn)行轉(zhuǎn)性培養(yǎng)，但這樣做需要的時間要更長的一些。
（3）厭氧化物處理反應(yīng)器因為微生物增殖緩慢，一般需要的啟運時間較長，如果能接種大量的厭氧污泥，可以縮短啟動時間。一般接種污泥的數(shù)量要達(dá)到反應(yīng)器容積的10% ~9%，具保值根據(jù)接種污泥的來源情況而定。接種量越大，啟動時間越短，如果接種污泥中含大量的甲烷菌，效果會更好。
（4）采用中溫消化或高溫消化時，加熱升溫的速度越慢越好，一定不能過1℃/h。同時對含碳水化合物較多、缺乏堿性緩沖物質(zhì)的廢水時，需要補充投加一部分堿源，并嚴(yán)格控制反應(yīng)器內(nèi)的PH值在6.8~7.8之間。
（5）啟動時的初始機(jī)負(fù)荷與厭氧處理方法、待處理廢水性質(zhì)、溫度等工藝條件及接種污泥的性質(zhì)等關(guān)，一般從較低的負(fù)荷開始，再逐步增加負(fù)荷完成啟運過程。例如UASB啟動時，初始機(jī)負(fù)荷一般為0.1~0.2kgCODCR/（kgMLSS•d），當(dāng)CODCR去除率達(dá)到80%或出水中揮發(fā)性機(jī)酸VFA的濃度低于1000mg/L后，再按原負(fù)荷50%的遞增幅度增加負(fù)荷。如果出水中VFA濃度較高，則不宜提高負(fù)荷，甚要酌情降低負(fù)荷。
（6）厭氧反應(yīng)器的出水以一定的回流以返回反應(yīng)器，可以回收部分流失的污泥及出水中的緩沖性物質(zhì)、平衡反應(yīng)器中水的PH值。一般附著型的反應(yīng)裝置因填料具一定的攔截，可以不用回流出水；而懸浮生長型反應(yīng)裝置啟動時因污泥易于流失，可適當(dāng)出水回流。
（7）對于縣浮型厭氧反應(yīng)裝置，可以投加粉末煙煤、簽名冊水砂礫、粉末活性炭或絮凝劑，促進(jìn)污泥的顆粒化。
（8）啟動初期水力負(fù)代號過高可能造成污泥的大量流失，水力負(fù)荷過低又不利于厭氧污泥的篩選。一般在啟動初期 選用較低的水力負(fù)荷，經(jīng)過數(shù)周后再緩慢平穩(wěn)地遞增。
運行管理
1．厭氧生物處理設(shè)施運行管理應(yīng)該注意的問題
(1) 當(dāng)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(jìn)水濃度，還可以增大進(jìn)水量，處理設(shè)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(jìn)水濃度和厭氧反應(yīng)器內(nèi)pH值的劇烈波動，使厭氧反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，也就是說可以減少厭氧反應(yīng)對堿度的需求量，降低運行。厭氧反應(yīng)是產(chǎn)能過程，出水溫于進(jìn)水．因此冬季氣溫低時，反應(yīng)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(dá)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(yīng)器熱量散失，另一方而要充分發(fā)揮反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度較大的特點，盡可能提高反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度，減弱溫度對厭氧反應(yīng)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(jìn)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(dǎo)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(shè)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(fù)荷要適當(dāng)。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(dǎo)致pH值下降，進(jìn)水機(jī)負(fù)荷不宜過高，一般不0.5kgCODcr/(kgMLSS•d)。可以通過提高反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度，在保持相對較低的污泥負(fù)荷條件下，獲得較高的容積負(fù)荷。一般來說，厭氧消化裝置的容積負(fù)荷都在5kg CODcr/(m3•d)以上，甚高達(dá)50kg CODcr/( m3•d)。
(5)當(dāng)被處理污水懸浮物濃度較大（一般指1000mg/L以上）時，就應(yīng)當(dāng)對污水進(jìn)行沉淀、過濾、或浮選等適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，以降低進(jìn)水的懸浮物含量，防止填料層堵塞。一般AF的進(jìn)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(jìn)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(jī)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(yīng)構(gòu)筑物應(yīng)經(jīng)過氣密試驗，確保嚴(yán)密滲漏。
在厭氧反應(yīng)器中，常常會用到抑制劑。抑制劑是一種用來阻滯或降低化學(xué)反應(yīng)速度的物質(zhì)，與負(fù)催化劑相同。它不能停止聚合反應(yīng)，只是減緩聚合反應(yīng)。
的工藝是用水解酸化+氧化（處理COD較低的廢水），的是UASB+氧化（一相厭氧，處理COD高的廢水），的是水解酸化+UASB+氧化（就相當(dāng)于兩相厭氧）；對此分析如下：
1）水解+好氧工藝，處理的廢水濃度確實常見的要低一些，因為水解并不能提供較力的COD消解能力，當(dāng)然這個工藝相比較直接好氧而言，更多的可以用在進(jìn)水COD1k-2k之間的項目，這種水質(zhì)進(jìn)厭氧節(jié)約的曝氣能耗和提升水用的動力能耗差不多，厭氧降解程度上也不明顯，但是直接進(jìn)好氧濃度又偏高。因此常搞出水解+好氧，利用水解過程微量講解和吸附去除COD來減少好氧的負(fù)擔(dān)。當(dāng)然這是在不討論改善生化性方面的前提下。
2）假如水解酸化+UASB+氧化就相當(dāng)于兩相厭氧，文章說“厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣過程可分為水解階段、酸化階段、乙酸化階段和甲烷階段等四個階段。水解池（水解池進(jìn)行的就是水解酸化反應(yīng)吧）是把反應(yīng)控制在二階段完成之前，不進(jìn)入三階段。"
那么水解酸化產(chǎn)生的應(yīng)該是機(jī)酸吧，那乙酸化階段在哪發(fā)生的？兩相厭氧的產(chǎn)酸相產(chǎn)的是什么酸？它的乙酸化階段又是在哪發(fā)生的呢？
產(chǎn)乙酸這個詞和產(chǎn)乙酸階段是應(yīng)該分開的，因為在產(chǎn)酸階段就會產(chǎn)生一部分乙酸了但并不一定作為過程的主體，這要看廢水的機(jī)物組成。產(chǎn)乙酸階段，這里面包含了兩類反應(yīng)，一是更長碳鏈的VFA以及乳酸、丙酮酸和醇類等分解產(chǎn)生乙酸，二是同型產(chǎn)乙酸菌，利用CO2和H2的機(jī)組合進(jìn)行產(chǎn)乙酸。兩相的水解酸化過程中產(chǎn)生的機(jī)酸，可能是甲酸、乙酸、丙酸、丁酸…以及乳酸中的任一種，也可能是未完降解的長鏈脂肪酸。
個人認(rèn)為在實際工程中，兩相的分界線并不*分明，水解酸化相先后延伸產(chǎn)乙酸甚少量產(chǎn)甲烷都是經(jīng)常遇見的。于產(chǎn)甲烷相，它就沒不含水解酸化這兩個過程的時候，產(chǎn)甲烷相四個過程都會存在，只不過前兩個過程被之前的相分擔(dān)了一部分。乙酸化發(fā)生在哪里，這個過程應(yīng)該大部分在后一相，兩相的定義并不是“水解酸化階段+乙酸化產(chǎn)甲烷階段"，只要在流程上將其主體分開即可叫做兩相，于分界線模糊，沒關(guān)系。
基于水解和酸化兩個過程法分開的事實，三相取決于產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷是否可以分開。
對于三相分離器的工作原理大致可表述為：氣液固三相在氣體擾動和液體升流的下從下方進(jìn)入三相分離器；污泥（固）撞擊在三相分離器上，上面吸附的沼氣氣泡釋放出來；沼氣氣體被三角形集氣罩收集；脫離氣體的泥水（固液相）穿過三相分離器集氣罩之間的縫隙，到達(dá)沉淀區(qū)；污泥（固）在沒氣體擾動的條件下沉淀，落回三相分離器下方。核心是氣體被收集和污泥沉淀
原理
在厭氧處理過程中，廢水中的機(jī)物經(jīng)大量微生物的共同，被終轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨等。在此過程中，不同微生物的代謝過程相互影響，相互制約，形成了復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。對高分子機(jī)物的厭氧過程的敘述，助于我們了解這一過程的基本內(nèi)容。高分子機(jī)物的厭氧降解過程可以被分為四個階段：水解階段、發(fā)酵(或酸化)階段、產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。
高分子機(jī)物因相對分子量巨大，不能透過細(xì)胞膜，因此不可能為細(xì)菌直接利用。它們在*階段被細(xì)菌胞外酶分解為小分子。例如：纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，淀粉被分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被蛋白質(zhì)酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產(chǎn)物能夠溶解于水并透過細(xì)胞膜為細(xì)菌所利用。水解過程通常較緩慢，因此被認(rèn)為是含高分子機(jī)物或懸浮物廢液厭氧降解的限速階段。多種因素如溫度、機(jī)物的組成、水解產(chǎn)物的濃度等可能影響水解的速度與水解的程度。
IC厭氧反應(yīng)器原理
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