湖北省厭氧反應(yīng)器工藝
湖北省厭氧反應(yīng)器工藝
1. 厭氧生物處理的基本原理
厭氧生物處理，就是利用厭氧微生物的代謝特性,將廢水中有機(jī)物進(jìn)行還原,同時(shí)產(chǎn)生甲烷氣體的一種經(jīng)濟(jì)而有效的處理技術(shù)。廢水厭氧生物處理技術(shù)（厭氧消化），就是在在無分子氧條件下，通過厭氧微生物的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等。厭氧與好氧過程的根本區(qū)別，就是不以分子態(tài)氧作為受氫體，而以化合態(tài)的氧、碳、硫、氫等作為受氫體。
基本組成
IC反應(yīng)器，即內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器，由布水系統(tǒng)、上下兩層三項(xiàng)分離器以及頂部的脫氣罐構(gòu)成。與UASB反應(yīng)器相比，在相同處理速率的條件下，IC反應(yīng)器具有更高的進(jìn)水容積負(fù)荷和污泥負(fù)荷率。IC反應(yīng)器的平均上升流速度可達(dá)到處理同類廢水UASB反應(yīng)器的16-20倍左右。
IC反應(yīng)器基本構(gòu)造如圖1所示，它相似由2層UASB反應(yīng)器串聯(lián)而成。按功能劃分，反應(yīng)器由下而上共分為5個(gè)區(qū)：混合區(qū)、第1厭氧區(qū)、第2厭氧區(qū)、沉淀區(qū)和氣液分離區(qū)。
混合區(qū)：反應(yīng)器底部進(jìn)水、顆粒污泥和氣液分離區(qū)回流的泥水混合物有效地在此區(qū)混合。
第1厭氧區(qū)：混合區(qū)形成的泥水混合物進(jìn)入該區(qū)，在高濃度污泥作用下，大部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣。混合液上升流和沼氣的劇烈擾動(dòng)使該反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥呈膨脹和流化狀態(tài)，加強(qiáng)了泥水表面接觸，污泥由此而保持著高的活性。隨著沼氣產(chǎn)量的增多，一部分泥水混合物被沼氣提升至頂部的氣液分離區(qū)。
氣液分離區(qū)：被提升的混合物中的沼氣在此與泥水分離并導(dǎo)出處理系統(tǒng)，泥水混合物則沿著回流管返回到下端的混合區(qū)，與反應(yīng)器底部的污泥和進(jìn)水充分混合，實(shí)現(xiàn)了混合液的內(nèi)部循環(huán)。
第2厭氧區(qū)：經(jīng)第1厭氧區(qū)處理后的廢水，除一部分被沼氣提升外，其余的都通過三相分離器進(jìn)入第2厭氧區(qū)。該區(qū)污泥濃度較低，且廢水中大部分有機(jī)物已在第1厭氧區(qū)被降解，因此沼氣產(chǎn)生量較少。沼氣通過沼氣管導(dǎo)入氣液分離區(qū)，對(duì)第2厭氧區(qū)的擾動(dòng)很小，這為污泥的停留提供了有利條件。
沉淀區(qū)：第2厭氧區(qū)的泥水混合物在沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離，上清液由出水管排走，沉淀的顆粒污泥返回第2厭氧區(qū)污泥床。
從IC反應(yīng)器工作原理中可見，反應(yīng)器通過2層三相分離器來實(shí)現(xiàn)SRT>HRT，獲得高污泥濃度；通過大量沼氣和內(nèi)循環(huán)的劇烈擾動(dòng)，使泥水充分接觸，獲得良好的傳質(zhì)效果。
2、IC反應(yīng)器的優(yōu)勢(shì)
(1) 容積負(fù)荷高。 IC反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高，微生物量大，且存在內(nèi)循環(huán)，傳質(zhì)效果好，進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷可超過普通厭氧反應(yīng)器的3倍以上。
(2) 投資省和占地面積小。IC反應(yīng)器容積負(fù)荷率高出普通UASB反應(yīng)器3倍左右，其體積大約相當(dāng)于普通反應(yīng)器的1/4—1/3，大大降低了反應(yīng)器的基建投資；而且IC反應(yīng)器高徑比很大（一般為2~8），所以占地面積少。
(3) 抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。處理低濃度廢水（COD=2000~3000mg/l）時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的2~3倍；處理高濃度廢水（COD=10000~15000mg/l）時(shí)，內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的5~10倍。大量的循環(huán)水和進(jìn)水充分混合，使原水中的有害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低了有毒物質(zhì)對(duì)厭氧消化過程的影響。
3、IC厭氧反應(yīng)器的控制參數(shù)
3.1.污泥菌種
厭氧污泥中具有處理污染物能力的就是細(xì)菌等有機(jī)物質(zhì)，菌群的組成及菌種的成分決定了其顆粒強(qiáng)度、產(chǎn)甲烷活性及對(duì)污水的適應(yīng)能力。一般來說，厭氧顆粒污泥中有機(jī)物成分占70%左右，污泥外部菌種主要為絲菌，污泥內(nèi)部主要為桿菌、球菌等。
3.2 pH值
反應(yīng)器進(jìn)水PH值一般應(yīng)控制在6.5~7.5之間，過高或過低的PH值都會(huì)對(duì)工藝造成影響，主要體現(xiàn)在對(duì)厭氧菌（主要是產(chǎn)甲烷菌）活性的影響，包括：
影響菌體及酶系統(tǒng)的sheng理功能和活性
影響環(huán)境的氧化還原電位
影響基質(zhì)的活性。
產(chǎn)甲烷菌的這些性質(zhì)功能遭到破壞后，處理COD的活性就會(huì)大大降低。
3.3 溫度
反應(yīng)器進(jìn)水溫度要求控制在35~38之間。因?yàn)楫a(chǎn)甲烷菌大多數(shù)都屬于中溫菌，在這個(gè)范圍內(nèi)，其處理效率是很高的。當(dāng)溫度高于40℃時(shí)，處理效率會(huì)急劇下降。
3.4.容積負(fù)荷
厭氧反應(yīng)器具有很高的容積負(fù)荷，一般情況下為
10~18kgCOD/m3/d(不同廠家的IC容積負(fù)荷會(huì)有差異，某些品牌的IC容積負(fù)荷可能更高)。短期內(nèi)進(jìn)水負(fù)荷的變化幅度不要過大，要讓厭氧菌有一定的適應(yīng)時(shí)間，應(yīng)逐步增加或降低負(fù)荷。如果條件可以，盡量使其負(fù)荷在一個(gè)范圍之間趨于穩(wěn)定的狀態(tài)。負(fù)荷過低或過高，都會(huì)對(duì)IC的正常厭氧處理產(chǎn)生巨大影響。
3.5 上升流速
IC 反應(yīng)器的上升流速一般在4~8m/h, 當(dāng)污水的進(jìn)水COD 值濃度較低時(shí)，需要提高流量來增加COD 的負(fù)荷率。較高的上升流速會(huì)有助于顆粒污泥與有機(jī)物之間的傳質(zhì)過程，避免混合不均勻?qū)υO(shè)備的影響。
3.6 有毒物質(zhì)
對(duì)厭氧顆粒污泥有抑制性作用的毒性物質(zhì)，主要是H2S和亞liu酸鹽。H2S 的允許濃度為小于250mg/l，否則可能會(huì)使大部分產(chǎn)甲烷菌降低50%的活性。亞liu酸鹽的毒性比H2S更高，建議將亞liu酸鹽的濃度控制在150ppm以下，所以，一定要嚴(yán)格控制這兩種有毒物質(zhì)的含量，對(duì)其進(jìn)行定期檢測(cè)。
3.7沼氣處理
做好沼氣排放應(yīng)急措施，當(dāng)沼氣穩(wěn)壓柜或壓力表壓力快速升降時(shí)，一定要引起重視。這種情況下，一般會(huì)出現(xiàn)沼氣泄漏或沼氣輸送不暢，要迅速查明原因，無論采用放空還是其它手段，務(wù)必確保厭氧反應(yīng)器內(nèi)的沼氣能夠正常排出。
