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廣元市IC厭氧反應(yīng)器操作流程

IC厭氧反應(yīng)器工作過(guò)程

通過(guò)以下的對(duì)IC厭氧反應(yīng)器的描述，您可以很清楚的了解到其所具的優(yōu)點(diǎn)的基本原理。

一般可以理解為IC是由上、下兩個(gè)UASB組成兩個(gè)反應(yīng)室，下反應(yīng)室負(fù)荷高，上反應(yīng)室負(fù)荷低，在反應(yīng)器內(nèi)部，對(duì)應(yīng)分為三個(gè)反應(yīng)區(qū)。

高負(fù)荷區(qū)

借助于本的殊的多旋流式防堵塞的布水系統(tǒng)，高濃度的機(jī)廢水均勻進(jìn)入反應(yīng)器底部，完成與反應(yīng)器內(nèi)污泥的充分混合，由于內(nèi)循環(huán)、高的水力負(fù)荷和產(chǎn)的攪動(dòng)，導(dǎo)致反應(yīng)器底部的污泥膨脹狀態(tài)良好，使廢水與污泥能夠充分接觸，如此良好的傳質(zhì)和較高的污泥活性才了IC反應(yīng)器具較高的機(jī)負(fù)荷。

低負(fù)荷區(qū)

低負(fù)荷區(qū)也是精處理區(qū)，在這個(gè)反應(yīng)區(qū)內(nèi)水力負(fù)荷和污泥負(fù)荷較低，產(chǎn)量少，產(chǎn)攪動(dòng)小，因此可以效的對(duì)廢水中的機(jī)物進(jìn)行再處理。

沉降區(qū)

IC反應(yīng)器部為污泥沉降區(qū)，機(jī)物已基本去除的廢水中的少量懸浮物在本區(qū)內(nèi)進(jìn)一步進(jìn)行沉降，IC出水水質(zhì)達(dá)到規(guī)定要求。

廢水通過(guò)布水系統(tǒng)進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器的下部高負(fù)荷區(qū)，與顆粒污泥進(jìn)行充分的混合和傳質(zhì)，將廢水中大部分的機(jī)物分解，產(chǎn)生大量的沼。沼通過(guò)下三相分離器時(shí)，由于沼的提升，沼連同一部分混合液被提升到罐部的液分離器，沼在液分離器里被分離出來(lái)，分離后的混合液再通過(guò)回流管回流到罐的底部，與進(jìn)入IC厭氧反應(yīng)器的進(jìn)水混合，形成了厭氧罐自身的內(nèi)循環(huán)。

廢水通過(guò)下三相分離器后進(jìn)入上部低負(fù)荷區(qū)（精處理區(qū)），進(jìn)一步降解廢水中的機(jī)物，混合液通過(guò)上部的三相分離器時(shí)進(jìn)行顆粒污泥、水、沼的分離，沼通過(guò)沼管道出，污泥則回流到厭罐底部保持生物量，而沉淀后的水通過(guò)出水堰進(jìn)入后續(xù)構(gòu)筑物。

三、IC反應(yīng)器中的顆粒污泥

 1) 顆粒污泥的性質(zhì)與形成

能在反應(yīng)器內(nèi)形成沉降性能良好、活性高的顆粒污泥是IC反應(yīng)器的重要征，顆粒污泥的形成與成熟，也是IC反應(yīng)器穩(wěn)定的前提。

① 顆粒污泥的外觀：

顆粒污泥的外觀實(shí)際上是多種多樣，呈卵形、球形、絲形等；其平均直徑為1 mm,一般為0.1~2 mm,zui大可達(dá)3~5 mm；反應(yīng)區(qū)底部的顆粒污泥核心多為黑色，生物膜的表層則呈黑色、淡黑色、灰白色等；反應(yīng)區(qū)上部的顆粒污泥的揮發(fā)性相對(duì)較高；顆粒污泥質(zhì)軟，一定的韌性和粘性。

② 顆粒污泥的組成

在顆粒污泥中主要包括：各類微生物、機(jī)礦物以及機(jī)的胞外多聚物等，其VSS/SS一般為70~90%；顆粒污泥的主體是各類為微生物，包括水解發(fā)酵菌、產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌，產(chǎn)甲烷菌包括索氏甲烷絲菌、馬氏和巴氏甲烷八疊球菌等；一般顆粒污泥中C、H、N的比例為C約為40~50%、H約為7%、N約為10%；灰分含量因接種污泥的來(lái)源、處理水質(zhì)等的不同而較大差距，一般灰分含量可達(dá)8.8~55%；灰分含量與顆粒的密度很好的相關(guān)性。

胞外多聚物是另一重要組成，在顆粒污泥的表面和內(nèi)部，一般可見(jiàn)透明發(fā)亮的粘液狀物質(zhì)，主要是聚多糖、蛋白質(zhì)和糖醛酸等；含量差異很大，以胞外聚多糖為例，少的占顆粒干重的1~2%，多的占20~30%；胞外多聚物對(duì)于顆粒污泥的形成重要，其存在利于保持顆粒污泥的穩(wěn)定性。

3) 顆粒污泥的生物活性

顆粒污泥中的細(xì)菌是成層分布的，即外層中占優(yōu)點(diǎn)的細(xì)菌是水解發(fā)酵菌，而內(nèi)層則是產(chǎn)甲烷菌；顆粒污泥實(shí)際上是一種生物與環(huán)境條件相互依存和優(yōu)化的生態(tài)系統(tǒng)，各種細(xì)菌形成了一條很的食物鏈，利于種間氫和種間乙酸的傳遞，因此其活性很高。

4) 顆粒污泥的培養(yǎng)條件

在IC反應(yīng)器中培養(yǎng)出高濃活性的顆粒污泥，一般需要1~3個(gè)月；可以分為三個(gè)階段：?jiǎn)?dòng)期、顆粒污泥形成期、顆粒污泥成熟期。

影響顆粒污泥形成的主要因素以下幾種：① 接種污泥的；② 維持穩(wěn)定的環(huán)境條件，如溫度、pH值等；③ 初始污泥負(fù)荷；④ 保持反應(yīng)器中低的VFA濃度；⑤ 表面水力負(fù)荷應(yīng)大于2 m3/m2.h，以保持較大的水力分級(jí)，沖走輕質(zhì)的絮體污泥；⑥ 進(jìn)水COD濃度；⑦ 進(jìn)水中可適當(dāng)提供機(jī)微粒，補(bǔ)充鈣和鐵，同時(shí)應(yīng)補(bǔ)充微量元素(如Ni、Co、Mo)。

IC反應(yīng)器從功能上講由四個(gè)不同的功能部分組成：

1、混合區(qū)：由反應(yīng)器的底部進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)負(fù)荷和。
3、精處理部分：在這一區(qū)域內(nèi)，由于低的污泥負(fù)荷率，相對(duì)長(zhǎng)的水力停留時(shí)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(dòng)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(fù)荷率較高，但因內(nèi)部循環(huán)流體不經(jīng)過(guò)這一區(qū)域，因此在精處理區(qū)的上升流速也較低，這兩點(diǎn)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?yàn)樵谏喜亢拖聦拥氖议g存在著壓力差。回流的比例是由產(chǎn)其量所決定的。
由IC反應(yīng)器構(gòu)造原理進(jìn)水

（1）用泵由反應(yīng)器底部進(jìn)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(jī)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(shí)，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(jìn)行充分混合，實(shí)現(xiàn)了*反應(yīng)室混合液的內(nèi)部循環(huán)。

（7）收集，通過(guò)集管

（8）進(jìn)入液分離器二反應(yīng)室的泥水混合液進(jìn)入沉淀區(qū)

（9）進(jìn)行固液分離，處理過(guò)的上清液由出水管

（10）走，沉淀下來(lái)的污泥自動(dòng)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(guò)程。

廣元市IC厭氧反應(yīng)器操作流程

啟動(dòng)的要點(diǎn)

   ①啟動(dòng)一定要逐步進(jìn)行，留充裕的時(shí)間，并不能期望很短時(shí)間進(jìn)入加料達(dá)到厭氧降解的目標(biāo) 。因?yàn)閱?dòng)實(shí)際上是使菌從休眠狀態(tài)恢復(fù)，即活化的過(guò)程。啟動(dòng)中菌、馴化、增殖過(guò)程都在進(jìn)行，原厭氧污泥中濃度較低的甲烷菌的增長(zhǎng)速度相對(duì)于產(chǎn)酸菌要慢的多。因此，這時(shí)負(fù)荷一般不能高，時(shí)間不能短，每次進(jìn)料要少，間隔時(shí)間要長(zhǎng)。

   ②混合進(jìn)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(guò)5000mg/L，應(yīng)進(jìn)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(shí)，則亦應(yīng)稀釋至100mg/L以下才能進(jìn)液。

   ④負(fù)荷增加操作方式：?jiǎn)?dòng)初期容積負(fù)荷可從0.2-0.5kgCOD/m3?d開(kāi)始，當(dāng)生物降解能力達(dá)到80%以上時(shí)，再逐步加大。若低負(fù)荷進(jìn)料，厭氧過(guò)程仍不正常COD不能消化，則進(jìn)料間斷時(shí)間應(yīng)延長(zhǎng)24h或2-3d，檢查消化降解的主要指標(biāo)測(cè)量VFA濃度，啟動(dòng)階段VFA應(yīng)保持在3mmoL/L以下。

   ⑤當(dāng)容積負(fù)荷走到2.0kgCOD/m3?d后，每次進(jìn)料負(fù)荷可增大，但不過(guò)20%，只當(dāng)進(jìn)料增大，而VFA濃度且維持不變，或仍維持在﹤3mmoL/L水平時(shí)，進(jìn)料量才能不斷增大進(jìn)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(guò)上下兩層集罩把反應(yīng)器分為上下兩個(gè)室，兩個(gè)室通過(guò)內(nèi)循環(huán)裝置組合在一起。

   進(jìn)入IC厭氧反器的機(jī)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(jìn)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(fù)荷，高水力負(fù)荷和高產(chǎn)負(fù)荷使污泥與機(jī)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(jī)負(fù)荷。

   上反應(yīng)室是反應(yīng)器的低負(fù)荷區(qū)，它只是消化下反應(yīng)室少量來(lái)不及消化的機(jī)物，沼產(chǎn)量少。產(chǎn)負(fù)荷低，內(nèi)循環(huán)不進(jìn)入上反應(yīng)室，上反應(yīng)室較低的產(chǎn)負(fù)荷和較低的水力負(fù)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(fù)荷和水力負(fù)荷，它們一方面是強(qiáng)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(fù)荷與水力負(fù)荷的方向，在高負(fù)荷下能避免污泥的流失，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了“高負(fù)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(jī)負(fù)荷

一般來(lái)說(shuō)，廢水中復(fù)雜機(jī)物物料比較多，通過(guò)厭氧分解分四個(gè)階段加以降解：

（1）水解階段：高分子機(jī)物由于其大分子體積，不能直接通過(guò)厭氧菌的細(xì)胞壁，需要在微生物體外通過(guò)胞外酶加以分解成小分子。廢水中特例的機(jī)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(guò)細(xì)胞壁進(jìn)入到細(xì)胞的體內(nèi)進(jìn)行下一步的分解。

（2）酸化階段：上述的小分子機(jī)物進(jìn)入到細(xì)胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡(jiǎn)單的化合物并被分配到細(xì)胞外，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA），同時(shí)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(jìn)一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫以及新的細(xì)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(xì)胞物質(zhì)。這一階段也是整個(gè)厭氧過(guò)程較為重要的階段和整個(gè)厭氧反應(yīng)過(guò)程的限速階段。

再上述四個(gè)階段中，人認(rèn)為二個(gè)階段和三個(gè)階段可以分為一個(gè)階段，在這兩個(gè)階段的反應(yīng)是在同一類細(xì)菌體類完成的。前三個(gè)階段的反應(yīng)速度很快，如果用莫諾方程來(lái)模擬前三個(gè)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(dá)到5KgCOD/KgMLSS.d。而四個(gè)反應(yīng)階段通常很慢，同時(shí)也是較為重要的反應(yīng)過(guò)程，在前面幾個(gè)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(méi)什么去除，只是在四個(gè)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(shí)在四個(gè)階段產(chǎn)生大量的堿度這與前三個(gè)階段產(chǎn)生的機(jī)酸相平衡，維持廢水中的PH穩(wěn)定，反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)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(jiǎn)單的溶解性單體和二聚體的過(guò)程。水解反應(yīng)針對(duì)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(dòng)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(shí)間（d）。

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