IC厭氧反應器
厭氧反應四個階段
一般來說,廢水中復雜機物物料比較多,通過厭氧分解分四個階段加以降解:
(1)水解階段:高分子機物由于其大分子體積,不能直接通過厭氧菌的細胞壁,需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中的機物質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,蛋白質被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過細胞壁進入到細胞的體內進行下一步的分解。
(2)酸化階段:上述的小分子機物進入到細胞體內轉化成更為簡單的化合物并被分配到細胞外,這一階段的主要產物為揮發性脂肪酸(VFA),同時還部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產物產生。
(3)產乙酸階段:在此階段,上一步的產物進一步被轉化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細胞物質。
(4)產甲烷階段:在這一階段,乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉化成甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。這一階段也是整個厭氧過程zui為重要的階段和整個厭氧反應過程的限速階段。
再上述四個階段中,人認為二個階段和三個階段可以分為一個階段,在這兩個階段的反應是在同一類細菌體類完成的。前三個階段的反應速度很快,如果用莫諾方程來模擬前三個階段的反應速率的話,Ks(半速率常數)可以在50mg/l以下,μ可以達到5KgCOD/KgMLSS.d。而四個反應階段通常很慢,同時也是zui為重要的反應過程,在前面幾個階段中,廢水的中污染物質只是形態上發生變化,COD幾乎沒去除,只是在四個階段中污染物質變成甲烷等氣體,使廢水中COD大幅度下降。同時在四個階段產生大量的堿度這與前三個階段產生的機酸相平衡,維持廢水中的PH穩定,反應的連續進行。
適用范圍
碳鋼IC厭氧反應器達十年,是一種的多級內循環反應器,為三代厭氧反應器的代表類型(UASB為二代厭氧反應器的代表類型),與二代厭氧反應器相比,它具占地少、機負荷高、抗沖擊能力更強,性能更穩定、操作管理更簡單。當COD為10000-15000mg/1時的高濃度機廢水;二代UASB反應器一般容積負荷為5-8kgCOD/m3;三代AIC厭氧反應器容積負荷率可達15-30kgCOD/m3。IC厭氧反應器適用于機高濃度廢水,如,玉米淀粉廢水、檸檬酸廢水、啤酒廢水、土豆廢水。
IC厭氧反應器
特點
IC厭氧反應器的構造及其工作原理決定了其在控制厭氧處理方面比其它反應器更具優點。
(1)容積負荷高:IC反應器內污泥濃,微生物量大,且存在內循環,傳質效好,進水機負荷可過普通厭氧反應器的3倍以上。
(2)和占地面積:IC 反應器容積負荷率高出普通UASB 反應器3倍左右,其體積相當于普通反應器的1/4—1/3 左右,大大降了反應器的基建投資;而且IC反應器高徑比很大(一般為4—8),所以占地面積少。
(3):處理濃度廢水(COD=2000—3000mg/L)時,反應器內循環流量可達進水量的2—3 倍;處理高濃度廢水(COD=10000—15000mg/L)時,內循環流量可達進水量的10—20倍。大量的循環水和進水充分混合,使原水中的害物質得到充分稀釋,大大降了毒物對厭氧消化過程的影響。
(4)抗溫:溫度對厭氧消化的影響主要是對消化速率的影響。IC反應器由于含大量的微生物,溫度對厭氧消化的影響變得不再突出和嚴重。通常IC反應器厭氧消化可在常溫條件(20—25 ℃)下進行,這樣減少了消化保溫的困難,節省了能量。
技術機理
厭氧生物處理技術在水處理行業中一直都受到工作者們的青睞,由于其具良好的去除效果,更高的反應速率和對毒性物質更好的適應,更重要的是由于其相對好氧生物處理廢水來說不需要為氧的傳遞提供大量的能耗,使得厭氧生物處理在水處理行業中十分。但由于總體反應式基于莫諾方程的厭氧處理受到濃度廢水Ks的限制,所以厭氧在處理濃度廢水方面沒太大的空間,可zui近的一些報道和試驗表明,厭氧如果提供合適的外部條件,在處理濃度廢水方面仍然非常高的處理效果。我們可以根據厭氧反應的原理加以動力學方程推導出厭氧生物處理濃度廢水尤其在處理生活污水方面的合適條件