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在IC厭氧罐發(fā)動初期,利用較小的水力負(fù)荷(0.05-0.1m3/m2h)使絮凝污泥相互粘結(jié)、集團(tuán)化成長,有利于構(gòu)成顆粒污泥的初生體。呈現(xiàn)一定量的污泥后,水力負(fù)荷添加到0.25m3/m2h以上,構(gòu)成顆粒污泥層。水力負(fù)荷過早,很多絮凝污泥過早篩選污泥負(fù)荷增大,影響ic反應(yīng)器的運(yùn)轉(zhuǎn)。
(1)進(jìn)液和混合-布水體系進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器的廢水與從IC厭氧反應(yīng)器上部回來的循環(huán)水、厭氧反應(yīng)器底部的污泥有效地混合,對進(jìn)水進(jìn)行了充分的稀釋和均質(zhì),能夠大幅進(jìn)步厭氧反應(yīng)器的抗沖擊才能。為了保證布水均勻,進(jìn)步去除率,布水體系采用了規(guī)劃的罩子形狀,這種規(guī)劃還能夠防止布水體系阻塞、板結(jié)。
(2)流化床反響室廢水和顆粒污泥在進(jìn)水與循環(huán)水的一起推進(jìn)下,迅速進(jìn)入流化床反響室。通過較高的上升流速,使廢水和污泥之間發(fā)作強(qiáng)烈的觸摸,大幅進(jìn)步污染物向顆粒污泥的傳質(zhì)速率,進(jìn)步降解速度,使得厭氧厭氧反應(yīng)器具有較高的處理才能。
(3)內(nèi)循環(huán)體系在流化床反響室和深度凈化反響室中,厭氧產(chǎn)生的沼氣經(jīng)三相分離器搜集后進(jìn)入上升管,一起,氣提原理使氣、水、污泥混合物經(jīng)上升管快速上升,在厭氧反應(yīng)器頂部經(jīng)氣液分離器分離,剩下的泥水混合物經(jīng)過下降管向入?yún)捬醴磻?yīng)器底部,由此在厭氧反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)成循環(huán)流。
氣提的動力于上升管和下降管中氣體含量的距離,因此,這個(gè)泥水混合物的內(nèi)循環(huán)不需要任何外加動力。(4)深度凈化室廢水經(jīng)過流化床反響室后進(jìn)入深度凈化室,廢水中殘存的可厭氧降解的COD被進(jìn)一步降解,相當(dāng)于增加了一個(gè)強(qiáng)化的厭氧深度處理過程,在這里,廢水中的可厭氧降解COD幾乎得到的去除。
UASB反應(yīng)器中的厭氧反應(yīng)過程與其他厭氧生物處理工藝一樣,包括水解,酸化,產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷等。通過不同的微生物參與底物的轉(zhuǎn)化過程而將底物轉(zhuǎn)化為終產(chǎn)物——沼氣、水等無機(jī)物
在厭氧消化反應(yīng)過程中參與反應(yīng)的厭氧微生物主要有以下幾種:
水解—發(fā)酵(酸化)細(xì)菌,它們將復(fù)雜結(jié)構(gòu)的底物水解發(fā)酵成各種有機(jī)酸,乙醇,糖類,氫和二氧化碳;
乙酸化細(xì)菌,它們將步水解發(fā)酵的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為氫、乙酸和二氧化碳;
產(chǎn)甲烷菌,它們將簡單的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氫等轉(zhuǎn)化為甲烷 [1] 。
UASB由污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器(包括沉淀區(qū))和氣室三部分組成。在底部反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥,具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進(jìn)行混合接觸,污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)物,把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出,微小氣泡在上升過程中,不斷合并,逐漸形成較大的氣泡,在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個(gè)污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進(jìn)入三相分離器,沼氣碰到分離器下部的反射板時(shí),折向反射板的四周,然后穿過水層進(jìn)入氣室,集中在氣室沼氣,用導(dǎo)管導(dǎo)出,固液混合液經(jīng)過反射進(jìn)入三相分離器的沉淀區(qū),污水中的污泥發(fā)生絮凝,顆粒逐漸增大,并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿著斜壁滑回厭氧反應(yīng)區(qū)內(nèi),使反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累大量的污泥,與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。
厭氧生物處理反應(yīng)器是高濃度有機(jī)廢水處理的有效工藝,升流式厭氧污泥床(UASB)是厭氧生物處理反應(yīng)器一種,UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed,簡稱UASB)由于具有厭氧過濾及厭氧活性污泥法的雙重特點(diǎn),其結(jié)構(gòu)、運(yùn)行操作維護(hù)管理相對簡單,造價(jià)相對較低,技術(shù)成熟,受到污水處理業(yè)界的重視,得到廣泛的歡迎和應(yīng)用。
上流式厭氧污泥床反應(yīng)器()是傳統(tǒng)的厭氧反應(yīng)器之一。三相分離器是反應(yīng)器的核心部件,它可以再水流湍動的情況下將氣 體、水和污泥分離。能有效地分離出水中的顆粒污泥,使出水效果好。同時(shí)IC厭氧工藝在高的COD容積負(fù)荷下,依據(jù)氣體原理,利用沼氣膨脹作功在無需外加能源的條件下實(shí)現(xiàn)了內(nèi)循環(huán)污泥回流,使第1反應(yīng)區(qū)的實(shí)際水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于進(jìn)水量,循環(huán)水量可達(dá)進(jìn)水量的10—20倍,循環(huán)水稀釋了進(jìn)水,提高了反應(yīng)器的抗沖擊負(fù)荷能力和酸堿調(diào)節(jié)能力。在處理相同廢水時(shí),IC厭氧反應(yīng)器的容積負(fù)荷是普通UASB的3—4倍,所需的容積僅為UASB的三分之一—四分之一,節(jié)省了基建投z資。加上IC厭氧反應(yīng)器多采用高徑比為4—8的瘦高型塔式外形,所以占地面積少,尤其適合用地緊張的企業(yè)。IC厭氧反應(yīng)器是一種的多級內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器,是第3代厭氧反應(yīng)器的典型代表,與第2代厭氧反應(yīng)器相比。
內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器為荷蘭帕克公司的專利產(chǎn)品,目前帕克公司在全球有300多臺IC反應(yīng)器得以應(yīng)用。相對于UASB只在頂部有一級三相分離器,IC內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器具有兩級三相分離器。IC反應(yīng)器實(shí)際上由兩級UASB構(gòu)成,底部UASB負(fù)荷高,頂部負(fù)荷低。因?yàn)樵谝患壏蛛x時(shí)收集了大量沼氣,其對廢水的擾動減少,使得在二級三相分離中得到更好的氣、水、泥分離效果。二級分離的lC反應(yīng)器確保了的污泥停留時(shí)間,這樣對于處理一些化工廢水是很有利的,因?yàn)檫@些廢水厭氧污泥產(chǎn)量很小。IC反應(yīng)器具有一個(gè)自調(diào)節(jié)的氣提內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu),循環(huán)廢水與原水混合將稀釋進(jìn)水濃度。內(nèi)循環(huán)作用所帶來的能量使得泥水在底部混合更加充分,從而污泥活性也得到增加。IC內(nèi)循環(huán)所行成的廢水內(nèi)部稀釋可以減少生產(chǎn)所帶來的負(fù)荷波動。IC反應(yīng)器的容積負(fù)荷(15-30kgCOD/m3)為UASB(7-15kgCOD/m3)的兩倍。
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