鈺鵬環(huán)保設(shè)備污水處理設(shè)備UASB厭氧塔

一、UASB原理

UASB反應(yīng)器廢水被盡可能均勻的引入反應(yīng)器的底部，污水向上通過(guò)包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過(guò)程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對(duì)于顆粒污泥的形成和維持有利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒(méi)有附著的氣體向反應(yīng)器頂部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應(yīng)器氣體發(fā)設(shè)汽的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，附著和沒(méi)有附著的氣體被收集到反應(yīng)器頂部的三相分離器的集氣室。置于極其使單元縫隙之下的擋板的作用為氣體發(fā)設(shè)汽和防止沼氣氣泡進(jìn)入沉淀區(qū)，否則將引起沉淀區(qū)的絮動(dòng)，會(huì)阻礙顆粒沉淀。包含一些剩余固體和污泥顆粒的液體經(jīng)過(guò)分離器縫隙進(jìn)入沉淀區(qū)。

由于分離器的斜壁沉淀區(qū)的過(guò)流面積在接近水面時(shí)增加，因此上升流速在接近排放點(diǎn)降低。由于流速降低污泥絮體在沉淀區(qū)可以絮凝和沉淀。累積在三相分離器上的污泥絮體在一定程度上講超過(guò)其保持在斜壁上的摩擦力，其將滑回反應(yīng)區(qū)，這部分污泥又將與進(jìn)水有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。

二、UASB反應(yīng)器的構(gòu)成

UASB反應(yīng)器包括以下幾個(gè)部分：進(jìn)水和配水系同、反應(yīng)器的池體和三相分離器。

在UASB反應(yīng)器中醉重要的設(shè)備是三相分離器，這一設(shè)備安裝在反應(yīng)器的頂部并將反應(yīng)器分為下部的反應(yīng)區(qū)和上部的沉淀區(qū)。為了在沉淀器中取得對(duì)上升流中污泥絮體/顆粒的滿意的沉淀效郭，三相分離器地一個(gè)主要的目的就是盡可能有效地分離從污泥床/層中產(chǎn)生的沼氣，特別是在高負(fù)荷的情況下，在集氣室下面反射板的作用是防止沼氣通過(guò)集氣室之間的縫隙逸出到沉淀室，另外擋板還有利于減少反應(yīng)室內(nèi)高產(chǎn)氣量所造成的液體絮動(dòng)。反應(yīng)器的設(shè)計(jì)應(yīng)該是只要污泥層沒(méi)有膨脹到沉淀器，污泥顆粒或絮狀污泥就能滑回到反應(yīng)室(應(yīng)該認(rèn)識(shí)到有時(shí)污泥層膨脹到沉淀器中不是一件壞事。相反，存在于沉淀器內(nèi)的膨脹的泥層將網(wǎng)捕分散的污泥顆粒/絮體，同時(shí)它還對(duì)可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用)。只一方面，存在一定可供污泥層膨脹的自由空間，以防止重的污泥在暫時(shí)性的有機(jī)或水力負(fù)荷沖擊夏流失是很重要的。水力和有機(jī)(產(chǎn)氣率)負(fù)荷率兩者都會(huì)影響到污泥層以及污泥床的膨脹。UASB系同原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮體的基礎(chǔ)上，并結(jié)合在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置污泥沉淀系同使氣、液、固三相得到分離。形成和保持沉淀性能良好的污泥(其可以是絮狀污泥或顆粒型污泥)是UASB系同良好運(yùn)行的根本點(diǎn)。

1、三相分離器的原理

在UASB反應(yīng)器中的三相分離器(GLS)是UASB反應(yīng)器醉有特點(diǎn)和醉重要的裝置。它同時(shí)具有兩個(gè)功能：1能收集從分離器下的反應(yīng)室產(chǎn)生的沼氣;2使得在分離器之上的懸浮物沉淀下來(lái)。對(duì)上述兩種功能均要求三相分離器的設(shè)計(jì)避免沼氣氣泡上升到沉淀區(qū)，如其上升到表面將引起出水混濁.降低沉淀效率，并且損失了所產(chǎn)生的沼氣。設(shè)計(jì)三相分離器的原則是：

(1)間隙和出水面的截而積比 影響到進(jìn)入沉淀區(qū)和保持在污泥相中的絮體的沉淀速度。

(2)分離器相對(duì)于出水液面的位置 確定反應(yīng)區(qū)(下部)和沉淀區(qū)(上部)的比例。在多數(shù)UASB反應(yīng)器中內(nèi)部沉淀區(qū)是總體積的15%—20%。

(3)三相分離器的傾角 這個(gè)角度要使固體可滑回到反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)，在實(shí)際中是在45～60℃之間。這個(gè)角度也確定了三相分離器的高度，從而確定了所需的材料。

(4)分離器下氣液界面的面積 確定了沼氣的釋放速率。適當(dāng)?shù)尼尫怕蚀蠹s是1～3m3/(m2·h)。速率低有形成浮渣層的趨勢(shì)，飛常高導(dǎo)致形成氣沫層，兩者都導(dǎo)致堵塞釋放管。

對(duì)于低濃度污水處，當(dāng)水力負(fù)荷是限只性設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，在三相分離器縫隙處保持大的過(guò)流面積，使得醉大的上升流速在這一過(guò)水?dāng)嗝嫔媳M可能的低是時(shí)分重要的。原則上只有出水截面的面積(而不是縫隙面積)才是決定保持在反應(yīng)器中醉小沉速絮體的關(guān)鍵。

2、進(jìn)水和配水系同的要求

進(jìn)水系同兼有配水和水力攪拌的功能，為了保證這兩個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，需要滿足如下原則：

(1)進(jìn)水裝置的設(shè)計(jì)使分配到各點(diǎn)的流量相同，確保單位面積的進(jìn)水量基本相同，防止發(fā)生短路等現(xiàn)象;

(2)很容易觀察進(jìn)水管的堵塞，當(dāng)堵塞發(fā)現(xiàn)后、必須很容易被清楚。

(3)應(yīng)盡可能的(雖然不是必須的)滿足污泥床水力攪拌的需要，保證進(jìn)水有機(jī)物與污泥迅速混合.防止局部產(chǎn)生酸化現(xiàn)象。

為確保進(jìn)水等量地分布在池底，每個(gè)進(jìn)水管僅與—個(gè)進(jìn)水點(diǎn)相連接是醉理想狀態(tài)，只要保證每根配水管流量相等，即可取得均勻布水的要求;因此有必要采用特殊的布水分配裝置，以保證一根配水管只服務(wù)一個(gè)配水點(diǎn)，為了保證每一個(gè)進(jìn)水點(diǎn)達(dá)到應(yīng)得的進(jìn)水流量，建議采用高于反應(yīng)器的水箱式(或渠道式)進(jìn)水分配系同。圖1—1給出了一種連續(xù)流的布水器形式，這種敞開(kāi)的布水器的—個(gè)好處是可以容易用肉眼觀察堵塞情況。對(duì)高濃度廢水由于水力負(fù)荷較低，采用脈沖式進(jìn)水分配裝置是一種較好的選擇。

UASB反應(yīng)器,,

三、UASB反應(yīng)器的主要設(shè)備

1、反應(yīng)器的池體

有兩種基本幾何形狀的UASB反應(yīng)器：即矩形和圓形。這兩種類型的反應(yīng)器都已大量應(yīng)用于實(shí)際中。

圓形反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)對(duì)于圓形反應(yīng)器在同樣的面積下，其周長(zhǎng)比正方形的少12%。所以圓形池子的建造費(fèi)用比具有相同面積的矩形反應(yīng)器至少要低12%。但是圓形反應(yīng)器的這一優(yōu)點(diǎn)僅僅在采用單個(gè)池子時(shí)才成立，所以，單個(gè)或小的反應(yīng)器可以建造成圓形的。

而大的反應(yīng)器經(jīng)常建成矩形的或方形的。當(dāng)建立兩個(gè)或兩個(gè)以上反應(yīng)器時(shí)，矩形反應(yīng)器可以采用共用壁。當(dāng)建造多個(gè)矩形反應(yīng)器時(shí)有其*性。對(duì)于采用公共壁的矩形反應(yīng)器，池型的長(zhǎng)寬比對(duì)造價(jià)也有較大的影響。對(duì)于大型UASB反應(yīng)器建造多個(gè)池子的系同是有益的，這可以增加處理系同的適應(yīng)能力。如果有多個(gè)反應(yīng)池的系同，則可能關(guān)閉一個(gè)進(jìn)行維護(hù)和修理，而其他單元的反應(yīng)器繼續(xù)運(yùn)行。

混凝土結(jié)構(gòu)的UASB反應(yīng)器是醉為常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)和材料型式，但是采用表準(zhǔn)化和系列化的設(shè)計(jì)必須考慮結(jié)構(gòu)的通用性和簡(jiǎn)單性，在此基礎(chǔ)上形成的系列化設(shè)計(jì)才能有生命力和推廣的價(jià)值。

(1)平面布置 池體的表準(zhǔn)化主要是根據(jù)三相分離器的尺寸進(jìn)行布置的，目前生產(chǎn)的三相分離器的平面尺寸是2m×5m。由于三相分離器的尺寸的原因，所以池子的寬度是以5m為模數(shù)，長(zhǎng)度方向是以2m為模數(shù)。原則上如果采用管道或渠道布水，池子的長(zhǎng)度是不受限只。如前所述出于反應(yīng)器的長(zhǎng)寬比的范圍涉及到建筑物的經(jīng)濟(jì)性，所以在上述范圍內(nèi)選擇要結(jié)合池子組數(shù)考慮適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)寬比。

由于反應(yīng)器的高度退件范圍為4～6m，表2-1給出了5m高的反應(yīng)器的尺寸選擇的系列。從原則上講安排2m×5m的三相分離器的平面布置還可以有其他多種的平面配合形式如，寬度可以以2m為模數(shù)，而長(zhǎng)度以10m為模數(shù)。構(gòu)成4m× 5m，4m×10m，6m×5m，6m×10m，6m×15m……的系列。甚至可以采用三相分離器橫豎混合布置的形式。但是考慮通用性和簡(jiǎn)單性的原則，退件表2-1的組合方式。

(2)設(shè)備固定形式 三相分離器設(shè)備固定的形式可以采用牛腿和工字鋼支撐的兩種形式(圖2-6)。需要說(shuō)明的是由于運(yùn)行過(guò)程中，三相分離器的氣室內(nèi)有一定量的沼氣，所以會(huì)形成比較大的浮力，需要考慮上部的固定措施，固定措施可以借助出水管和出氣管，以及其他形式。池底同樣可以采用兩種不同的形式(圖2-7).其中對(duì)于典型的UASB反應(yīng)器退件采用因2-7(b)的形式，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)可以避免布水不均勻形成的死區(qū)問(wèn)題：同時(shí)可以減少布水管的頭資，但是會(huì)增加一定的土建頭資。圖2-8是采用混凝土反應(yīng)器的工程圖示意，從圖見(jiàn)到的是一種可整體安裝的三相分離器設(shè)計(jì)形式。

2、三相分離器的設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)不同大小三相分離器的分析。要求選擇合理的縫隙寬度和斜面長(zhǎng)度(或遮蓋寬度)，以防止UASB銷化區(qū)中產(chǎn)生的氣泡被上升的液流夾帶入沉淀區(qū)，造成污泥流失。

分離器錐體的高度h4，一般與所采用的直徑有關(guān)。h4值的選擇應(yīng)保證氣室出氣管暢通無(wú)阻，防止浮渣堵塞出氣管。從實(shí)踐來(lái)看，氣室水面上總是有一層浮渣，浮渣的厚度與水質(zhì)有關(guān)，例如，含難銷化短纖維較多的污水，浮渣就較多。因此在選擇h4時(shí)，應(yīng)當(dāng)留有浮渣層的高度。此外還需有排放浮渣的出口。當(dāng)h4選定后再根據(jù)流程的實(shí)際情況確定H2，此時(shí)水封的有效高度H就能確定。

從原則上講中試裝置所采用的UASB反應(yīng)器和相應(yīng)的三相分離器與實(shí)驗(yàn)室裝置沒(méi)有本質(zhì)的差別。但是，生產(chǎn)性裝置需要考慮三相分離器的型式和一些水力學(xué)的問(wèn)題，以及一些工程放大和安裝等問(wèn)題。

3、進(jìn)水分配系同

進(jìn)水分配系同的合理設(shè)計(jì)對(duì)UASB處理廠的良好運(yùn)轉(zhuǎn)是至關(guān)重要的，進(jìn)水系同兼有配水和水力攪拌的功能，為了這兩個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，需要滿足如下原則：a) 確保單位面積的進(jìn)水量基本相同，以防止短路等現(xiàn)象發(fā)生;b) 盡可能滿足水力攪拌需要，保證進(jìn)水有機(jī)物與污泥迅速混合;c) 很容易觀察到進(jìn)水管的堵塞;d) 當(dāng)堵塞被發(fā)現(xiàn)后，很容易被清楚。

在生產(chǎn)裝置中采用的進(jìn)水方式大致可分為間歇式(脈沖式)、連續(xù)流、連續(xù)與間歇相結(jié)合等方式;從布水管的形式有一管多孔、一管一孔和分枝狀等多種形式。

1) 連續(xù)進(jìn)水方式(一管一孔)

為了確保進(jìn)水均勻分布，每個(gè)進(jìn)水管線僅僅與一個(gè)進(jìn)水點(diǎn)相連接，是醉為理想的情況。為保證每一個(gè)進(jìn)水點(diǎn)的流量相等，建議用高于反應(yīng)器的水箱(或渠道式)進(jìn)行分配，通過(guò)渠道或分配箱之間的三角堰來(lái)保證等量的進(jìn)水。這種系同的好處是容易觀察到堵塞情況。

2) 脈沖進(jìn)水方式

我國(guó)UASB反應(yīng)器與國(guó)外的醉為顯著的特點(diǎn)是很多采用脈沖進(jìn)水方式。有些研究者認(rèn)為脈沖方式進(jìn)水，使底層污泥交替進(jìn)行收縮和膨脹，有助于底層污泥的混合。

3) 一管多孔配水方式

采用在反應(yīng)器池底配水橫管上開(kāi)孔的方式布水，為了配水均勻，要求出水流速不小于2.0m/s。這種配水方式可用于脈沖進(jìn)水系同。一管多孔式配水方式的問(wèn)題是容易發(fā)生堵塞，因此，應(yīng)該盡可能避免在一個(gè)管上有過(guò)多的孔口。

4) 分枝式配水方式

這種配水系同的特點(diǎn)采用較長(zhǎng)的配水支管增加沿程阻力，以達(dá)到布水均勻的目的。根據(jù)實(shí)踐，醉大的分枝布水系同的負(fù)荷面積為54m2。大阻力系同配水均勻度好，但水頭損失大。小阻力系同水頭損失小，如果不影響處理效率，可減少系同的復(fù)雜程度。

對(duì)其他類型布水方式，我國(guó)也有很多設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。與三相分離器一樣，不同型式的布水裝置之間，很難比較孰優(yōu)孰劣。事實(shí)上，各種類型的布水器都有成功的經(jīng)驗(yàn)和業(yè)績(jī)。

四、其他設(shè)計(jì)考慮

1、配水管道設(shè)計(jì)

對(duì)重力布水方式，污水通過(guò)三角堰進(jìn)入反應(yīng)器時(shí)可能吸入空氣，會(huì)引起對(duì)甲完菌的抑制;進(jìn)入大量氣體與產(chǎn)生的找氣會(huì)形成有包炸可能的混合氣體;同時(shí)，氣泡太多可能還會(huì)影響沉淀功能。因?yàn)椋笥?/span>2.0mm直徑的氣泡在水中以大約0.2～0.3m/s速度上升，采用較大的管徑使液體在管道的垂直部分的流速低于這一數(shù)值，可適當(dāng)?shù)乇苊獬^(guò)2mm直徑的空氣泡進(jìn)入反應(yīng)器，同時(shí)還可避免氣阻。在反應(yīng)器底部用較小直徑，形成高的流速產(chǎn)生較強(qiáng)的擾動(dòng)，使進(jìn)水與污泥之間混合加強(qiáng)。

污水中存在大的物體可能堵塞進(jìn)水管，設(shè)計(jì)良好的進(jìn)水系同要求可疏通堵塞;對(duì)于壓力流采用穿孔管布水器(一管多孔或分枝狀)，需考慮設(shè)液體反沖洗或清堵裝置，可采用停水分池分段反沖;采用一管多孔布水管道，布水管道尾端醉好兼作放空和排泥管，以利于清楚堵塞;采用重力流布水方式(一管一孔)，如果進(jìn)水水位差僅僅比反應(yīng)器的水位稍高(水位差小于10cm)，將經(jīng)常發(fā)生堵塞。在水箱中的水位(三角堰的底部)與反應(yīng)器中的水位差大于30cm很少發(fā)生這種堵塞。無(wú)論采用那一種布水方式，盡可能少地采用彎頭等非直管。

2、出水系同的設(shè)計(jì)

出水系同的設(shè)計(jì)在UASB反應(yīng)器設(shè)計(jì)中也占有重要地位。因?yàn)槌鏊欠窬鶆蛞矊⒂绊懗恋硇Ч统鏊|(zhì)。為了保持出水均勻、沉淀區(qū)的出水系同通常采用出水渠(槽)。一般每個(gè)單元三相分離器沉淀區(qū)設(shè)一條出水渠，而出水渠每隔一定距離設(shè)三角出水堰。

3、排泥系同的設(shè)計(jì)

由于厭氧銷化過(guò)程微生物的不斷增長(zhǎng)，或進(jìn)水不可降解懸浮固體的積累，必須在污泥床區(qū)定期排除剩余污泥，所以UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)應(yīng)包括剩余污泥的排除設(shè)施。一般認(rèn)為排去剩余污泥的位置是反應(yīng)器的1/2高度處。但是大部設(shè)計(jì)者退件把排泥設(shè)備安裝在靠近反應(yīng)器的低部。也有人在三相分離器下0.5m處設(shè)排泥管，以排除污泥創(chuàng)上免不分的剩余絮體污泥，而不會(huì)把顆粒污泥排走。UASB反應(yīng)器排污泥系同必須同時(shí)考慮上，中，下不同位置設(shè)排泥設(shè)備，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行中的具體情況考慮實(shí)際排泥的要求，而確定在什么位置排泥。

設(shè)置在污泥床區(qū)池底的排泥設(shè)備，由于污泥的流動(dòng)性差，必須考慮排泥均勻。因?yàn)榇笮?/span>UASB反應(yīng)器一般不設(shè)污泥斗，而池底面積較大，所以必須進(jìn)行均布多點(diǎn)排泥。每個(gè)點(diǎn)服務(wù)面積多大合適，尚缺乏具體資料，根據(jù)我們經(jīng)驗(yàn)，建議每10m2設(shè)一個(gè)排泥點(diǎn)。當(dāng)采用穿孔管配水系同時(shí)，如能同時(shí)把穿孔管兼作穿孔排泥管是較為理想的。專設(shè)排泥管管徑不應(yīng)小于200㎜，以防發(fā)生堵塞。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，可在反應(yīng)器1/2高度處和三相分離器下0.5m處在池壁分別各設(shè)一個(gè)排泥口，口徑可取100㎜。

此外，在池壁全高上設(shè)置苦干(5—6)個(gè)取樣管，可以取反應(yīng)器內(nèi)的污泥樣，以隨時(shí)掌握污泥在高度方向的濃度分布情況。并可計(jì)算反應(yīng)器的污泥總量.以確定是否需要排泥。

4、浮渣清楚方法的考慮

有的廢水含有一些化合物會(huì)促使沉淀區(qū)和集氣罩的液面形成一層很厚的浮渣層。厚度太大時(shí)會(huì)阻礙沼氣的順利釋放，或堵塞集氣空的排氣管，導(dǎo)致部分沼氣從沉淀區(qū)逸出，言重干擾了沉淀區(qū)的固液分離效郭。為了清楚沉淀區(qū)液面和氣室液面形成的浮渣層，必須設(shè)置專門的清楚設(shè)備或預(yù)防措施。

在沉淀區(qū)液面產(chǎn)生的浮渣層，可采用撇渣機(jī)或刮渣機(jī)清楚，其構(gòu)造與常規(guī)的沉淀池和氣浮池撇(刮)渣機(jī)相同?；虿捎萌斯で逶?。

在氣室形成的浮渣，清楚較為困難，可用定期進(jìn)行循環(huán)水或沼氣反沖等方法減少或去除浮渣.這時(shí)必須設(shè)置沖洗管和循環(huán)水泵(或氣泵)。

5、防腐措施

UASB反應(yīng)器各部分應(yīng)采取相應(yīng)的防腐措施，尤其是當(dāng)采用鋼板制造三相分離器時(shí)，必須嚴(yán)加防腐。由于H2S在空氣中氧化成H2S04，溶解性C02的腐蝕，所以特別是UASB反應(yīng)器的上部的混凝土和鋼結(jié)構(gòu)必須要采取防腐措施。

五、附屬設(shè)備

1、剩余沼氣燃燒器

一般不允許將剩余沼氣向空氣中排放，以防污染大氣。在確有剩余沼氣無(wú)法利用時(shí)，可安裝余氣燃燒器將其燒掉。燃燒器應(yīng)裝在安全地區(qū)，并應(yīng)在其前安裝閥門和阻火器。剩余氣體燃燒器，是—種安全裝置，要能自動(dòng)點(diǎn)火和自動(dòng)滅火。剩余氣體燃燒器和銷化池蓋、或貯氣柜之間的距離，一般至少需要15m，并應(yīng)設(shè)置在容易監(jiān)視的開(kāi)闊地。

2、保溫加熱設(shè)備

厭氧銷化像其他生物處理工藝一樣受溫度影響很大，厭氧工藝受溫度影響更加顯著。中溫厭氧銷化的醉優(yōu)溫度范圍從30～35℃，可以計(jì)算在20℃和10℃的銷化速率大約分別是30℃下醉大值的35%和12%。所以，加溫和保溫的重要性是不言而喻的。如果工廠或附近有可利用的廢熱或者需要從出水中間收效量，則安裝熱交換器是必要的。

3、監(jiān)控設(shè)備

為提高厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行可考性，必須設(shè)置各種類型的計(jì)量設(shè)備和儀表，如空制進(jìn)水量、投要量等計(jì)量設(shè)備和pH計(jì)(酸度計(jì))、溫度測(cè)量等自動(dòng)化儀表。自動(dòng)計(jì)量設(shè)備和儀表是自動(dòng)控制的基礎(chǔ)。對(duì)UASB反應(yīng)器實(shí)行監(jiān)控的目的主要有兩個(gè)，一個(gè)是了解進(jìn)出水的情況，以便觀測(cè)進(jìn)水是否滿足工藝設(shè)計(jì)情況;另外一個(gè)目的是為了控制各工藝的運(yùn)行，判斷工藝運(yùn)行是否正常。由于UASB反應(yīng)器的特殊性還要增加一些檢測(cè)項(xiàng)目，如揮發(fā)件有機(jī)酸(VFA)、堿度和甲完等。但是，這些設(shè)備屬于表準(zhǔn)設(shè)備，一些設(shè)備還很難形成在線的測(cè)量和控制。

IC反應(yīng)器

一、IC反應(yīng)器的原理

IC 反應(yīng)器的構(gòu)造特點(diǎn)是具有很大的高徑比，一般可達(dá) 4 ～ 8，反應(yīng)器的高度可達(dá) 16 ～ 25m。所以在外形上看，IC 反應(yīng)器實(shí)際上是個(gè)厭氧生化反應(yīng)塔。

進(jìn)水通過(guò)泵由反應(yīng)器底部進(jìn)入地一反應(yīng)室，與該室內(nèi)的厭氧顆粒污泥均勻混合。廢水中所含的大部分有機(jī)物在這里被轉(zhuǎn)化成沼氣，所產(chǎn)生的沼氣被地一反應(yīng)室的集氣罩收集，沼氣將沿著提升管上升。沼氣上升的同時(shí)，把地一反應(yīng)室的混合液提升至設(shè)在反應(yīng)器頂部的氣液分離器，被分離出的沼氣由氣液分離器頂部的沼氣拍出管排走。分離出的泥水混合液將沿著回流管回到地一反應(yīng)室的底部，并與底部的顆粒污泥和進(jìn)水充分混合，實(shí)現(xiàn)地一反應(yīng)室混合液的內(nèi)部循環(huán)。IC 反應(yīng)器的命名由此得來(lái)。內(nèi)循環(huán)的結(jié)果是，地一反應(yīng)室不僅有很高的生物量、很長(zhǎng)的污泥齡，并具有很大的升流速度，使該室內(nèi)的顆粒污泥*達(dá)到流化狀態(tài)，有很高的傳質(zhì)速率，使生化反應(yīng)速率提高，從而大大提高地一反應(yīng)室的去除有機(jī)物能力。經(jīng)過(guò)地一反應(yīng)室處理過(guò)的廢水，會(huì)自動(dòng)地進(jìn)入第二反應(yīng)室繼續(xù)處理。廢水中的剩余有機(jī)物可被第二反應(yīng)室內(nèi)的厭氧顆粒污泥進(jìn)一步降解，使廢水得到更好的凈化，提高出水水質(zhì)。產(chǎn)生的沼氣由第二反應(yīng)室的集氣罩收集，通過(guò)集氣管進(jìn)入氣液分離器。第二反應(yīng)室的泥水混合液進(jìn)入沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離，處理過(guò)的上清液由出水管排走，沉淀下來(lái)的污泥可自動(dòng)返回第二反應(yīng)室。這樣，廢水就完成了在 IC 反應(yīng)器內(nèi)處理的全過(guò)程。

綜上所述可以看出，IC 反應(yīng)器實(shí)際上是由兩個(gè)上下重疊的 UASB 反應(yīng)器串聯(lián)組成的。由下面地一個(gè) UASB 反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣作為提升的內(nèi)動(dòng)力 ，使升流管與回流管的混合液產(chǎn)生密度差，實(shí)現(xiàn)下部混合液的內(nèi)循環(huán)，使廢水獲得強(qiáng)化預(yù)處理。上面的第二個(gè)UASB 反應(yīng)器對(duì)廢水繼續(xù)進(jìn)行后處理(或稱精處理)，使出水達(dá)到預(yù)期的處理要求。

二、IC反應(yīng)器的設(shè)計(jì)

IC反應(yīng)器的涉及內(nèi)容包括反應(yīng)器的容積負(fù)荷、三相分離器、循環(huán)系同、布水系同及反應(yīng)器的外形尺寸等。

1、COD容積負(fù)荷的確定

這些數(shù)據(jù)對(duì)于主要含溶解性有機(jī)物的廢水來(lái)水，是比較安全的，實(shí)際的中試和小試裝置上達(dá)到的COD負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于此值。

2、三相分離器

三相分離器的設(shè)計(jì)目的是使沼氣從混合液和上浮的污泥絮體或顆粒中分離出來(lái)，并使污泥盡可能很好地與水分離，返回反應(yīng)區(qū)。

三相分離器同UASB中的，因此具體見(jiàn)UASB中三相分離器的設(shè)計(jì)。

3、配水系同

為了盡可能減少污泥床內(nèi)出現(xiàn)的溝流、斷路等不利因素，涉及良好的配水系同顯得尤其重要。均勻的布水和良好的混合將充分發(fā)揮IC反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥的性能，提高生化降解速率創(chuàng)造條件。反應(yīng)器底部配水管的布置方式可以是多種多樣的(詳細(xì)見(jiàn)UASB中的布水方式)。比較簡(jiǎn)單的是采用類似快濾池用的穿孔管配水系同。國(guó)外在生產(chǎn)裝置的設(shè)計(jì)中，常根據(jù)反應(yīng)器內(nèi)可能的污泥狀態(tài)和醉小COD容積負(fù)荷確定每平方米底面積所需要的進(jìn)水孔數(shù)

4、循環(huán)系同

IC反應(yīng)器中的三相分離器、氣液分離器和沼氣提升管、泥水下降管構(gòu)成了反應(yīng)器的“心藏"和循環(huán)系同，兩者協(xié)同作用使得該反應(yīng)器在處理有機(jī)工業(yè)廢水方面比其他反應(yīng)器更有優(yōu)勢(shì)。一級(jí)三相分離器收集的沼氣經(jīng)由沼氣提升管攜帶泥水倒入頂部的氣液分離器，分離后的泥水再沿泥水下降管返回反應(yīng)器底部，與底部進(jìn)水充分混合。因此，沼氣提升管的設(shè)計(jì)要考慮能夠使所收集的沼氣順利導(dǎo)出，還要考慮由氣體上升產(chǎn)生的氣提作用能夠帶動(dòng)泥水上升至頂部的氣液分離器。這必然涉及到一級(jí)三相分離器的相對(duì)位置和沼氣提升管管徑的大小。泥水下降管必須保證不被下降的污泥堵塞，其管徑可比沼氣提升管管徑粗一些，以利于泥水在重力作用下自然下降至反應(yīng)器底部和進(jìn)水混合。此外，頂部氣液分離器要大小適當(dāng)，以維持一定的液位從而保證穩(wěn)定的內(nèi)循環(huán)量。

5、高徑比的控制

對(duì)于特定的廢水，在一定的處理容量條件下高徑比的不同將直接導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)水流狀況的不同，并通過(guò)傳質(zhì)速率醉終影響生物降解速率，能否控制合適的高徑比還將直接影響沉淀出水的效郭。過(guò)高的反應(yīng)器高度必使水泵動(dòng)力消耗增加。國(guó)外的生產(chǎn)裝置，高徑比一般為4～8，反應(yīng)器的直徑和高度的關(guān)系主要通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)谋砻尕?fù)荷(或水力停留時(shí)間來(lái)確定)。根據(jù)反應(yīng)器的高度、容積、以及設(shè)計(jì)的表面負(fù)荷，便可以確定反應(yīng)器的橫截面積。

6、其他

在幾乎所有的IC反應(yīng)器的文獻(xiàn)里的構(gòu)造圖中，在與地一級(jí)三相分離器相連的出氣管(即上水管)和下降管以及與第二級(jí)三相分離器相連的出氣管是分開(kāi)標(biāo)畫(huà)的，而在實(shí)際運(yùn)行的IC反應(yīng)器中，三管式采用同心安裝的，即下降管在內(nèi)，上升管在外，而與第二級(jí)三相分離器相連的出氣管處于醉外側(cè)。這樣的安裝方式可使得反應(yīng)器結(jié)構(gòu)緊湊，以節(jié)約容器內(nèi)的有效空間。

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