韓城IC厭氧反應(yīng)器
IC反應(yīng)器的構(gòu)造特點(diǎn)是具很大的高徑比,一般可達(dá)到4-8,高度可達(dá)16-25m,從外觀看,就象一個(gè)厭氧生化反應(yīng)塔。IE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)部氣體循環(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)生的沼氣所造成。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。另外由于沼氣產(chǎn)生的擾動(dòng)在精處理部分較,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)過這一區(qū)域,因此在精處理區(qū)的上升流速也較,這兩特點(diǎn)為固體停留提供了條件。
4、回流系統(tǒng):內(nèi)部的回流是利用氣提原理,因?yàn)樵谏喜亢拖聦拥臍馐议g存在著壓力差。回流的比例是由產(chǎn)其量所決定的。
大部分機(jī)物(BOD和COD)是在IC反應(yīng)器下部的顆粒污泥膨脹床內(nèi)降解為生物沼氣的(甲烷),沼氣經(jīng)由*部分分離器收集,通過氣體升力攜帶水和污泥進(jìn)入氣體上升管,至位于IE反應(yīng)器部的液氣分離罐進(jìn)行液氣分離,水與污泥經(jīng)過循環(huán)下降管流向反應(yīng)器底部,形成內(nèi)循環(huán)流。*級(jí)分離氣的出流在二級(jí)(上部)處理區(qū)得到后續(xù)處理,在此,大部分剩余的可降解的機(jī)物(COD和BOD)得到進(jìn)一步降解,所產(chǎn)生的沼氣被二級(jí)分離器收集,出水通過溢流堰流出反應(yīng)器。
內(nèi)循環(huán)是基于氣體上升原理,通過含氣體的“上升管”和“下降管”介質(zhì)密度的差別產(chǎn)生的,在此不需水泵實(shí)現(xiàn)這一內(nèi)循環(huán),內(nèi)循環(huán)量(速度)通過上升管內(nèi)沼氣的含量,即進(jìn)水中COD濃度的變化實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)。該內(nèi)循環(huán)功能使IE反應(yīng)器具較靈活的特點(diǎn),比如:當(dāng)進(jìn)水COD負(fù)荷增高時(shí),沼氣產(chǎn)量增大,內(nèi)循環(huán)管內(nèi)氣體上升力增大,經(jīng)由下降管至下部的循環(huán)水進(jìn)一步稀釋了COD的濃度。反之,當(dāng)進(jìn)水COD負(fù)荷較小時(shí),較少的沼氣產(chǎn)量產(chǎn)生較小的氣體上升力,使得較小的循環(huán)水流至反應(yīng)器底部稀釋進(jìn)水COD濃度。由此可見,內(nèi)循環(huán)特點(diǎn)可以在進(jìn)水COD負(fù)荷波動(dòng)的情況下,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的COD負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)。
2、IC反應(yīng)器優(yōu)缺特點(diǎn)
IC反應(yīng)器的特點(diǎn)主要以下幾特點(diǎn):
(1)容積負(fù)荷率高,水力停留時(shí)間短。
(2)基建投資省,。由于IC反應(yīng)器的容積負(fù)荷率高,故對(duì)于處理相同COD總量的廢水,其體積僅為普通UASB反應(yīng)器的30-50%左右,降了基建投資。同時(shí)由于IC反應(yīng)器具很大的高徑比,所以占地面積別省,非常適用于一些占地面積緊張的礦企業(yè)采用。
(3)節(jié)省能耗。由于IC反應(yīng)器是以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動(dòng)力實(shí)現(xiàn)混合液的內(nèi)循環(huán),不必另設(shè)水泵實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制循環(huán),故可節(jié)省能耗。
(4)。由于IC反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了內(nèi)循環(huán),內(nèi)循環(huán)液與進(jìn)水在*反應(yīng)室充分混合,使原廢水中的害物質(zhì)得到充分稀釋,大大降了害程度,從而提高了反應(yīng)器的耐沖擊負(fù)荷的能力。
(5)具緩沖pH值變化的能力。IC反應(yīng)器可充分利用循環(huán)回流的堿度,對(duì)pH起緩沖,使反應(yīng)器內(nèi)的pH值保持穩(wěn)定,從而節(jié)省進(jìn)水的投堿量,降運(yùn)行。
(6)。IC反應(yīng)器相當(dāng)于兩級(jí) UASB藝處理,下面一個(gè)的機(jī)負(fù)荷率高,起“粗”處理,上面一個(gè)機(jī)負(fù)荷率,起“精” 處理,故比一般的單級(jí)處理的,。、
厭氧過程對(duì)環(huán)境條件要求比較嚴(yán)格:
Ⅰ、氧化還原電位(φE)與溫度
氧的溶入和氧化態(tài)、氧化劑的存在:Fe3+、Cr2O72-、NO3-、SO42-、PO43-、H+會(huì)使體系中電位升高,對(duì)厭氧消化不利。
高溫消化--500~600mv,50~55℃
中溫消化--300~380mv,30~38℃
產(chǎn)酸菌對(duì)氧還-還電位要求不甚嚴(yán)格+100~-100mv
產(chǎn)甲烷菌對(duì)氧還-還電位要求嚴(yán)格<-350mv
Ⅱ、pH及堿度
pH主要取決于三個(gè)生化階段的平衡狀態(tài),原液本身的pH和發(fā)酵系統(tǒng)中產(chǎn)生的CO2分壓(20.3~40.5kpa),正常發(fā)酵pH=7.2~7.4,機(jī)負(fù)荷太大,水解和酸化過程的生化速率大大過產(chǎn)氣速率。將導(dǎo)致水解產(chǎn)物機(jī)酸的積累使pH下降,抑制甲烷菌的機(jī)能,使氣化速率銳減,所以原液pH=6~8,發(fā)酵過程機(jī)酸濃度不過3000mg/L為佳(以乙酸計(jì))。
HCO3-及NH3是形成厭氧處理系統(tǒng)堿度的主要原因,高的堿度具較強(qiáng)的緩沖能力,一般要求堿度2000mg/L以上,NH3濃度50~200mg/L為佳。
Ⅲ、毒物--凡對(duì)厭氧處理過程起抑制和毒害的物質(zhì)都可稱為毒物,機(jī)酸濃度不應(yīng)使消化液pH<6.8;不應(yīng)高于1500mg/L,其它陰離子濃度參見 P148表9-2。
IC 反應(yīng)器構(gòu)造原理圖
1.氣液分離器2.集氣管3.二級(jí)三相分離器4.沼氣提升管5.
論內(nèi)循環(huán)(IC)厭氧反應(yīng)器的設(shè)計(jì)工藝思想
一級(jí)三相分離器6.泥水下降管7.進(jìn)水8.出水區(qū)9.精處理區(qū)10.
顆粒污泥膨脹床區(qū)11.混合區(qū)
沼氣氣泡在形成過程中會(huì)對(duì)液體做膨脹功產(chǎn)生氣提,使
得沼氣、污泥和水的混合液沿沼氣提升管上升至反應(yīng)器部的氣
液分離器。沼氣與泥水分離被導(dǎo)出處理系統(tǒng),泥水混合物沿著泥
水下降管進(jìn)入反應(yīng)器底部的污泥膨脹床區(qū),形成內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)。經(jīng)
顆粒污泥膨脹床區(qū)處理后的污水一部分參與內(nèi)循環(huán),另一部分進(jìn)
入精處理區(qū)進(jìn)行剩余COD 的降解,提高并了出水水質(zhì)。由于
大部分COD 已被降解,所以精處理區(qū)的COD負(fù)荷較, 產(chǎn)氣量也
小。產(chǎn)生的沼氣由二級(jí)三相分離器收集,通過集氣管進(jìn)入氣液分
離器被導(dǎo)出處理系統(tǒng)。泥水經(jīng)二級(jí)三相分離器后,上清液由
出水區(qū)排走,顆粒污泥返回精處理區(qū)。
啟動(dòng)的要特點(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)入加料運(yùn)行達(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),即活化的過程。啟動(dòng)中菌、馴化、增殖過程都在進(jìn)行,原厭氧污泥中濃度較的甲烷菌的增長(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水平,一般COD濃度為1000-5000mg/L,當(dāng)過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開始,當(dāng)生物降解能力達(dá)到80%以上時(shí),再逐步加大。若負(fù)荷進(jìn)料,厭氧過程仍不正常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。它通過上下兩層集氣罩把反應(yīng)器分為上下兩個(gè)室,兩個(gè)室通過內(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)生的沼氣被下層集氣罩阻隔收集進(jìn)入提升管,由于提升管內(nèi)外液體存在密度差,促使發(fā)酵液不斷被提升至氣液分離器,分離沼氣后又回流到下反應(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)氣負(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)器的負(fù)荷區(qū),它只是消化下反應(yīng)室少量來不及消化的機(jī)物,沼氣產(chǎn)量少。產(chǎn)氣負(fù)荷,內(nèi)循環(huán)不進(jìn)入上反應(yīng)室,上反應(yīng)室較的產(chǎn)氣負(fù)荷和較的水力負(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)氣負(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)氣負(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
韓城IC厭氧反應(yīng)器
I
技術(shù)特點(diǎn)
1.容積負(fù)荷大:反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度大,微生物量大,進(jìn)水機(jī)負(fù)荷大;
2. 厭氧污泥濃度大,平均污泥濃度為20-40gMLVSS/L;
3.和占地面積;
4.能力大;
5.動(dòng)力,混合攪拌設(shè)備,靠發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣的上升運(yùn)動(dòng),使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài),對(duì)下部的污泥層也一定程度的攪動(dòng);
6.污泥床不設(shè)載體,節(jié)省造及避免因填料發(fā)生堵塞問題;
7.性好;
8.啟動(dòng)周期短,反應(yīng)器內(nèi)污泥活性大,生物增殖快,為反應(yīng)器快速啟動(dòng)提供利條件;
9.沼氣利用值大,反應(yīng)器產(chǎn)生的生物氣純度大,CH470%~80%,CO220%~30%,其他機(jī)物為1%~5%,可作燃料加以利用;
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