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IC厭氧反應器設(shè)備

原理：

   在一個密閉罐體內(nèi)完成料液的發(fā)酵、沼產(chǎn)生的過程。消化器內(nèi)安裝攪拌裝置，使發(fā)酵原料和微生物處于完混合狀態(tài)。投料方式采用恒溫連續(xù)投料或半連續(xù)投料。新進入的原料由于攪拌很快與發(fā)酵器內(nèi)的部發(fā)酵液菌種混合，使發(fā)酵底物濃度始終保持相對較低狀態(tài)。

優(yōu)點：

   CSTR工藝可以處理高懸浮固體含量的原料，消化器內(nèi)物料均勻分布，避免了分層狀態(tài)，增加了物料和微生物接觸的機會。利用機械攪拌系統(tǒng)，使得液面上的機懸浮物循環(huán)到反應器的下部，逐漸完反應，避免了反應器液面上的“結(jié)蓋現(xiàn)象”。利用產(chǎn)生沼發(fā)電余熱對反應器外部的保溫加熱系統(tǒng)進行保溫，大大提高了產(chǎn)率和投資利用率，同時使得反應器一年四季均可正常工作。該工藝占地少、成本低，是目前上的厭氧反應器之一。

使用領(lǐng)域：于屠宰廢水，牛、豬、雞等養(yǎng)殖場中畜禽糞便的處理和沼、發(fā)電工程；城市生活污泥等SS較多的高濃度機廢水處理工程

IC厭氧反應器設(shè)備

啟動的要點

   ①啟動一定要逐步進行，留充裕的時間，并不能期望很短時間進入加料達到厭氧降解的目標 。因為啟動實際上是使菌從休眠狀態(tài)恢復，即活化的過程。啟動中菌、馴化、增殖過程都在進行，原厭氧污泥中濃度較低的甲烷菌的增長速度相對于產(chǎn)酸菌要慢的多。因此，這時負荷一般不能高，時間不能短，每次進料要少，間隔時間要長。

   ②混合進液濃度一定要控制在較低水平，一般COD濃度為1000-5000mg/L，當過5000mg/L，應進行出水循環(huán)和加水稀釋至要求。

   ③若混合液中亞硫酸鹽濃度大于200mg/L時，則亦應稀釋至100mg/L以下才能進液。

   ④負荷增加操作方式：啟動初期容積負荷可從0.2-0.5kgCOD/m3?d開始，當生物降解能力達到80%以上時，再逐步加大。若低負荷進料，厭氧過程仍不正常COD不能消化，則進料間斷時間應延長24h或2-3d，檢查消化降解的主要指標測量VFA濃度，啟動階段VFA應保持在3mmoL/L以下。

   ⑤當容積負荷走到2.0kgCOD/m3?d后，每次進料負荷可增大，但不過20%，只當進料增大，而VFA濃度且維持不變，或仍維持在﹤3mmoL/L水平時，進料量才能不斷增大進液間隔才能不斷減少。

   IC厭氧反應器是繼UASB、EGSB之后的一種厭氧反應器。它通過上下兩層集罩把反應器分為上下兩個室，兩個室通過內(nèi)循環(huán)裝置組合在一起。

   進入IC厭氧反器的機物大部分在下反應室被消化，所產(chǎn)生的沼被下層集罩阻隔收集進入提升管，由于提升管內(nèi)外液體存在密度差，促使發(fā)酵液不斷被提升至液分離器，分離沼后又回流到下反應室，形成了發(fā)酵液的連續(xù)循環(huán)。

   鑒于內(nèi)循環(huán)發(fā)生在下反應室，故下反應室較高的水力負荷，高水力負荷和高產(chǎn)負荷使污泥與機物充分混合，使污泥處于充分的膨脹狀態(tài)，傳質(zhì)速率高，大大提高了厭氧消化速率和機負荷。

   上反應室是反應器的低負荷區(qū)，它只是消化下反應室少量來不及消化的機物，沼產(chǎn)量少。產(chǎn)負荷低，內(nèi)循環(huán)不進入上反應室，上反應室較低的產(chǎn)負荷和較低的水力負荷利于污泥的沉降和滯留，從而能維持反應器內(nèi)較高的污泥濃度。

  由于厭氧消化速率取決于污泥濃度和傳質(zhì)速率，影響傳質(zhì)的因素是產(chǎn)負荷和水力負荷，它們一方面是強化傳質(zhì)的重要因素，又是造成污泥流失的根本原因，而IC厭氧應器由于了內(nèi)循環(huán)裝置，改變了產(chǎn)負荷與水力負荷的方向，在高負荷下能避免污泥的流失，在一定程度上實現(xiàn)了“高負荷與污泥流失相分離”，從而使IC厭氧反器具比UASB、EGSB更高的機負荷

UASB反應器的詳細設(shè)計

1) 反應器的體積和高度

    采用水力停留時間進行設(shè)計時，體積(V)按公式(1)或(2)計算。反應器高度的原則是設(shè)計、和上綜合考慮的結(jié)果。從設(shè)計、方面考慮：高度會影響上升流速，高流速增加系統(tǒng)擾動和污泥與進水之間的接觸。但流速過高會引起污泥流失，為保持足夠多的污泥，上升流速不能過一定的限值，從而使反應器的高度受到限制；高度與CO2溶解度關(guān)，反應器越高溶解的CO2濃度越高，因此，pH值越低。如pH值低于值，會危害系統(tǒng)的效率。

    從上考慮: 土方工程隨池深增加而增加，但占地面積則相反；考慮當?shù)氐暮蚝偷匦螚l件，一般將反應器建造在半地下減少建筑和保溫。的反應器高度(深度)一般是在4到6m之間，并且在大多數(shù)情況下這也是系統(tǒng)的范圍。

2) 反應器的升流速度

    對于UASB反應器還其他的流速關(guān)系(圖2)。對于日平均上升流速的值見表3，應該注意對短時間(如2～6h)的高峰值是可以承受的(即暫時的高峰流量可以接收)。

表3 UASB和EGSB允許上升流速(平均日流量) Vr＝0.25~3.0m/h

3) 反應器的截面積和反應器的長、寬(或直徑)

    在確定反應器的容積和高度(H)之后，可確定反應器的截面積(A)。從而確定反應器的長和寬，在同樣的面積下正方形池的周長比矩形池要小，矩形UASB需要更多的建筑材料。以表面積為600m2的反應器為例，30×20m的反應器與15m×40m的反應器周長相差10%，這意味著建筑要增加10%。但從布水均勻性考慮，矩形在長/寬比較大較為合適。從布水均勻性和性考慮，矩形池在長/寬比在2:1以下較為合適。長/寬比在4:1時增加十分突出。

    圓形反應器在同樣的面積下，其周長比正方形的少12%。但這一優(yōu)點僅僅在采用單個池子時才成立。當建立兩個或兩個以上反應器時，矩形反應器可以采用共用壁。對于采用公共壁的矩形反應器，池型的長寬比對造價也較大的影響。如果不考慮其他因素，這是一個在設(shè)計中需要優(yōu)化的參數(shù)。

4) 單元反應器大體積和分格化的反應器

    在UASB反應器的設(shè)計中，采用分格化對操作是益的。先，分格化的單元尺寸不會過大，可避免體積過大帶來的布水均勻性等問題；同時多個反應器對系統(tǒng)的啟動也是益的，可先啟動一個反應器，再用這個反應器的污泥去接種其他反應器；另外，利于維護和檢修，可放空一個反應器進行檢修，而不影響系統(tǒng)的。從目前實踐看大的單體UASB反應器可為1000-2000m3。

5) 單元反應器的系列化

    單元的規(guī)準化根據(jù)三相分離器尺寸進行，三相分離器的型式趨向于多層箱體的設(shè)備化結(jié)構(gòu)。以2×5m的三相分離器為例，原則上講多種配合形式。但從規(guī)準化和系列化考慮，要求具通用性和簡單性。所以，池子寬度是以5m為模數(shù)，長度方向是以2m為模數(shù)。布置單元尺寸的方式可分成單池單個分離器和單池兩個分離器的形式。原則上如果采用管道或渠道布水，池子的長度是不受限制。如前所述，由于長寬比涉及到反應器的性，所以要結(jié)合池子組數(shù)考慮適當?shù)拈L寬比。對寬度為10m的單個反應器，2:1的長寬比的反應器可達到2000m3的池容。對更大的反應器，如果需要也可采用雙池共用壁的型式。

厭氧發(fā)酵罐的： 

    因為我們現(xiàn)在對于餐廚垃圾資源化利用這塊比較重視，在我*的33個試點城市里邊，初步統(tǒng)計大概2/3以上的城市都是比較主張采用厭氧消化作為餐廚 垃圾資源化利用的技術(shù)。同時，想改用厭氧消化作為主要技術(shù)的城市還在增加，因此比較目前中的餐廚垃圾利用的現(xiàn)狀來說，我們可以說江蘇千里研發(fā)的厭氧發(fā)酵 已經(jīng)成為了它的主流技術(shù)。 
　　對于餐廚垃圾厭氧發(fā)酵它的主要工藝流程，在的話，我們這個流程主要是由這樣幾部分構(gòu)成，*個是餐廚垃圾的預 處理系統(tǒng)，它主要功能就是去除餐廚垃圾里邊的雜質(zhì)，這是一個提純的過程，我們不需要的那部分雜質(zhì)。然后在因為餐廚垃圾含油量比較高，所以它的油脂提取 也是比較重要的一塊，就是預處理，要提取其中的油脂進行回收利用，它可以作為化工原料，會生物柴油作為原料來利用。經(jīng)過提純之后的餐廚垃圾的漿液，就 會送到厭氧發(fā)酵系統(tǒng)進行厭氧發(fā)酵。zui后產(chǎn)生甲烷體進行回收利用，zui后發(fā)酵之后的產(chǎn)物還一個處理的過程。所以主要的餐廚垃圾它的厭氧發(fā)酵就是由這樣幾個 部分組成。 
　　前面其實已經(jīng)提到了餐廚垃圾它的一些性，由于它具前面我所提到的這樣一些性，利用它來做這個厭氧發(fā)酵的話，必然也會存在一 些難點，所以接下來我想對這個餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的難點進行一些分析，*個是餐廚垃圾，其實厭氧發(fā)酵技術(shù)對于我們中來說是一個比較成熟的技術(shù)，在污水處 理領(lǐng)域利用率也是非常高?，F(xiàn)在把這個厭氧消化技術(shù)到餐廚垃圾里邊就如下幾個問題是我們需要考慮的，*餐廚垃圾它的含固率相對于我們原來處理的污水 來說，它的含固率比較高。如果說我們用傳統(tǒng)的厭氧消化技術(shù)來進行處理的話，先要想到的一個問題就是我要降低這個含固率，因此就會加入大量的清水或者回流 的沼液進行稀釋，這樣處理之后，zui后終端出來的廢液它的產(chǎn)量就會增高，這是*個問題。 
　　二因為餐廚垃圾是高油比較粘稠的狀態(tài)，同時在里邊 不可避免還存在著塑料、瓷器等等這樣一些雜質(zhì)在里邊，并且就我們目前對中餐廚垃圾進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)這部分雜質(zhì)，它的含量還比較高。垃圾又比較粘稠，所以要把 這部分雜質(zhì)從餐廚垃圾里邊分選出來，它的難度就比較高。如果這部分雜質(zhì)進到厭氧發(fā)酵罐里面，像塑料這樣的輕物質(zhì)就會浮在表面，時間長了還會結(jié)渣，這樣產(chǎn)生 的甲烷就法釋放出來。如果重物質(zhì)，像瓷器還沙石，進到厭氧發(fā)酵里邊就會在罐內(nèi)發(fā)生沉積，在輸送過程中對設(shè)備造成磨損，這部分是我們必須攻克的難 點。 
三個，餐廚垃圾因為機含量非常高，所以它比較容易酸化，就是厭氧發(fā)酵水解酸化和甲烷化兩個過程，它的*階段是在幾天時間之內(nèi)就會完 成，就會使物料的PH值大幅度降低，PH值的降低對于二階段的產(chǎn)甲烷菌來說是非常不利的，所以可能會導致發(fā)酵罐的酸化，這對發(fā)酵罐來說影響是比較大 的。

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