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洪江市IC厭氧反應(yīng)器設(shè)備操作流程

概述

實踐表明，一個成功的反應(yīng)器必須是：①具備良好的截留污泥的性能，以擁足夠的生物量；②生物污泥能夠與進水基質(zhì)充分混合接觸，以微生物能 夠充分利用其活性降解水中的基質(zhì)。同時，研究人員基于對各類化合物厭氧降解機理研究的進展，從厭氧底物降解途徑和動力學(xué)兩方面入手，分析提高和保持反應(yīng)器 內(nèi)微生物活性的可能措施，并與反應(yīng)器的設(shè)計相結(jié)合，面提高反應(yīng)器的性能。

厭氧過程實質(zhì)是一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，其中的底物、各類中間產(chǎn)物、zui終產(chǎn)物以及各種群的微生物之間相互，形成一個復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng)，類似于宏觀 生態(tài)中的食物鏈關(guān)系，各類微生物間通過營養(yǎng)底物和代謝產(chǎn)物形成共生關(guān)系(symbiotic)或共營養(yǎng)關(guān)系(symtrophic)。因此，反應(yīng)器作為提 供微生物生長繁殖的微型生態(tài)系統(tǒng)，各類微生物的平穩(wěn)生長、物質(zhì)和能量流動的強效順暢是保持該系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的必要條件。如何培養(yǎng)和保持相關(guān)類微生物的平衡生長已經(jīng)成為反應(yīng)器的設(shè)計思路。

IC反應(yīng)器從功能上講由四個不同的功能部分組成：

1、混合區(qū)：由反應(yīng)器的底部進入的污水與顆粒污泥和內(nèi)部體循環(huán)所帶回的出水效地混合，使進水得到效地稀釋和均化。
2、污泥膨脹床部分：由包含高濃度的顆粒污泥膨脹床所構(gòu)成。床的膨脹或流化是由于進水的上升流速、回流和產(chǎn)生的沼所造成。廢水和污泥之間效地接觸使得污泥具高的活性，可獲得高的機負荷和。
3、精處理部分：在這一區(qū)域內(nèi)，由于低的污泥負荷率，相對長的水力停留時間和推流的流態(tài)性，產(chǎn)生了效的后處理。另外由于沼產(chǎn)生的擾動在精處理部分較低，使得生物可降解COD幾乎部去除。雖然與UASB反應(yīng)器條件相比，反應(yīng)器的負荷率較高，但因內(nèi)部循環(huán)流體不經(jīng)過這一區(qū)域，因此在精處理區(qū)的上升流速也較低，這兩點為固體停留提供了條件。
4、回流系統(tǒng)：內(nèi)部的回流是利用提原理，因為在上部和下層的室間存在著壓力差?；亓鞯谋壤怯僧a(chǎn)其量所決定的。
由IC反應(yīng)器構(gòu)造原理進水

（1）用泵由反應(yīng)器底部進入*反應(yīng)室，與該室內(nèi)的厭氧顆粒污泥均勻混合。廢水中的大部分機物在這里被轉(zhuǎn)化為沼，所產(chǎn)生的沼被*厭氧反應(yīng)室的集罩

（2）收集，沼將沿著提升管

（3）上升。沼上升的同時，把*反應(yīng)室的混合液提升至設(shè)在反應(yīng)器部上的液分離器

（4）被分離出的沼由液分離器部的沼管

（5）走。分離出的泥水混合液將沿著回流管

（6）回到*反應(yīng)室的底部，并于底部的顆粒污泥進行充分混合，實現(xiàn)了*反應(yīng)室混合液的內(nèi)部循環(huán)。

（7）收集，通過集管

（8）進入液分離器二反應(yīng)室的泥水混合液進入沉淀區(qū)

（9）進行固液分離，處理過的上清液由出水管

（10）走，沉淀下來的污泥自動返回二反應(yīng)室。這樣，廢水就完成了在IC反應(yīng)器內(nèi)處理的過程。

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(yīng)器的下部，逐漸完反應(yīng)，避免了反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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

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(biāo) 。因為啟動實際上是使菌從休眠狀態(tài)恢復(fù)，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(dāng)過5000mg/L，應(yīng)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(yīng)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(dāng)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(yīng)延長24h或2-3d，檢查消化降解的主要指標(biāo)測量VFA濃度，啟動階段VFA應(yīng)保持在3mmoL/L以下。

   ⑤當(dāng)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(dāng)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(yīng)器是繼UASB、EGSB之后的一種厭氧反應(yīng)器。它通過上下兩層集罩把反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)室，故下反應(yīng)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(yīng)室是反應(yīng)器的低負荷區(qū)，它只是消化下反應(yīng)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(yīng)室，上反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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

洪江市IC厭氧反應(yīng)器設(shè)備操作流程

一般來說，廢水中復(fù)雜機物物料比較多，通過厭氧分解分四個階段加以降解：

（1）水解階段：高分子機物由于其大分子體積，不能直接通過厭氧菌的細胞壁，需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中特例的機物質(zhì)比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過細胞壁進入到細胞的體內(nèi)進行下一步的分解。

（2）酸化階段：上述的小分子機物進入到細胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡單的化合物并被分配到細胞外，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA），同時還部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫、氨、硫化氫等產(chǎn)物產(chǎn)生。

（3）產(chǎn)乙酸階段：在此階段，上一步的產(chǎn)物進一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫以及新的細胞物質(zhì)。

（4）產(chǎn)甲烷階段：在這一階段，乙酸、氫、碳酸、甲酸和甲醇都被轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳和新的細胞物質(zhì)。這一階段也是整個厭氧過程較為重要的階段和整個厭氧反應(yīng)過程的限速階段。

再上述四個階段中，人認為二個階段和三個階段可以分為一個階段，在這兩個階段的反應(yīng)是在同一類細菌體類完成的。前三個階段的反應(yīng)速度很快，如果用莫諾方程來模擬前三個階段的反應(yīng)速率的話，Ks（半速率常數(shù)）可以在50mg/l以下，μ可以達到5KgCOD/KgMLSS.d。而四個反應(yīng)階段通常很慢，同時也是較為重要的反應(yīng)過程，在前面幾個階段中，廢水的中污染物質(zhì)只是形態(tài)上發(fā)生變化，COD幾乎沒什么去除，只是在四個階段中污染物質(zhì)變成甲烷等體，使廢水中COD大幅度下降。同時在四個階段產(chǎn)生大量的堿度這與前三個階段產(chǎn)生的機酸相平衡，維持廢水中的PH穩(wěn)定，反應(yīng)的連續(xù)進行。

三 水解反應(yīng)

水解可定義為復(fù)雜的非溶解性的聚合物被轉(zhuǎn)化成簡單的溶解性單體和二聚體的過程。水解反應(yīng)針對不同的廢水類型差別很大，這要取決于胞外酶能否效的接觸到底物。因此，大的顆粒比小顆粒底物要難降解很多，比如造紙廢水、印染廢水和制藥廢水的木質(zhì)素、大分子纖維素就很難水解。

水解速度的可由以下動力學(xué)方程加以描述：

ρ=ρo/(1+Kh.T)

ρ ——可降解的非溶解性底物濃度（g/l）；

ρo———非溶解性底物的初始濃度（g/l）；

Kh——水解常數(shù)（d－1）；

T——停留時間（d）。

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