药厂保健品污水处理设备_食品污水处理设备_工业废水废气处理设备-山东精鹰环保科技有限公司

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— IC厌氧处理设备 —
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— 详情介绍 —
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一、厌氧机理
  厌氧反应是一个复杂的生化过程,微观分析表明厌氧降解过程可分为四步:水解、酸化、产氢产酸及产甲烷过程。


(1)、水解阶段

  高分子有机物因相对分子量巨大,不能透过细胞膜,因此不可能为细菌直接利用。故此它们在一阶段首先被细菌胞外酶分解为小分子。例如纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖,淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖,蛋白质被蛋白酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。

(2)、酸化阶段
  水解后大的小分子化合物在发酵细菌(即酸化菌)的细胞内转化为更简单的化合物并分泌到细胞外。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸(简写作VFA)、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等。与此同时,酸化细菌也利用部分物质合成新的细胞物质,因此未经酸化处理的污水厌氧处理时会产生更多的剩余污泥。

酸化菌对PH有很大的容忍性,产酸可在PH到4条件下进行,产甲烷菌则有它自己的PH范围为6.5-7.5,超出这个范围则转化速度将减慢。

(3)、产乙酸产氢阶段
  在此阶段,上一阶段的产物被进一步降解为乙酸(又称醋酸)、氢和二氧化碳,这是终产甲烷反应的反应底物。

不论是在水解阶段或是在产酸产氢阶段,COD只是形态发生转化,仅仅是一种COD转化为另一种COD,实际的COD转化发生在产甲烷阶段,在那时,COD转化为甲烷而从污水中溢出,因此,如果将酸化后的污水直接进行好氧处理,操作费用不会有明显的变化。

(4)、产甲烷阶段
产甲烷菌是一种严格的厌氧微生物,与其它厌氧菌比较,其氧化还原电位非常低(‹-330mv)。在此阶段,酸化产物被产甲烷菌分解合成为CH4、CO2和H2O等,甲烷的转化产率约为百分之七十到百分之七十五,故COD大为降低。

二、BIC厌氧反应器技术介绍
1、厌氧工艺的发展进程
厌氧消化工艺由普通厌氧消化法演变发展为厌氧接触法(厌氧活性污泥法)、生物滤池法、厌氧流化床、复合厌氧法等,其中普通消化池法、厌氧接触法等为一代厌氧反应器,生物滤池法、UASB、厌氧流化床等为二代厌氧反应器,随着厌氧技术的发展,由UASB衍生的EGSB和IC(内循环厌氧反应器)为第三代厌氧反应器。EGSB相当于把UASB反应器的厌氧颗粒污泥处于流化状态,而IC反应器则是把两个UASB反应器上下叠加,利用污泥床产生的沼气作为动力来实现反应器内混合液的内循环。

上述三个阶段的主要区别在于:

一阶段:是以厌氧接触池为代表的一代厌氧反应器,污泥停留时间(SRT)和水利停留时间(HRT)大体相同,反应器内污泥浓度较低,处理效果差。为了达到较好的处理效果,废水在反应器内通常要停留几天到几十天之久。

二阶段:是以UASB为代表的二代厌氧反应器,在反应器内部增设三相分离器,使污泥在反应器内滞留,实现了SRT大于HRT,从而在一定程度上提高了反应器内的污泥浓度,处理效率也比一代高。

但是UASB反应器的传质过程并不理想。

要改善传质效果,有效的方法就是提高反应器内表面水利负荷和表面产气(沼气)负荷,然而高负荷产生的剧烈搅动又会使反应器内污泥处于完全膨胀状态,污泥过量流失,不得不靠污泥的大量回流来增加生物量,使原本SRT>HRT向SRT=HRT方向转变,处理效果变差。

第三个阶段:第三代厌氧反应器的典型代表是IC(内循环厌氧反应器),其主要表现在污泥停留时间远远大于水利停留时间,同时,在污泥浓度、传质效果、搅拌混合、容积负荷等方面均有较大程度的提高。

2、BIC厌氧反应器技术简介
BIC厌氧反应器由2层UASB反应器串联而成,是在UASB反应器基础上改进的厌氧工艺。按功能划分,反应器由下而上共分为5个功能区:进水混合区、高负荷区、提升装置区、低负荷区、气液分离沉淀区。

从IC反应器的工作原理中可见,反应器内污泥停留时间(SRT)远远大于水利停留时间(HRT)获得高污泥浓度,通过大量沼气和内循环的剧烈搅动,使泥水充分接触,获得良好的传质效果。

废水通过布水系统进入厌氧反应器的下部高负荷区,与颗粒污泥进行充分的混合和传质,将废水中大部分的有机物分解,产生大量的沼气。沼气通过下三相分离器时,由于沼气的提升作用,沼气连同一部分混合液被提升到罐顶部的气液分离器,沼气在气液分离器里被分离出来,分离后的混合液再通过回流管回流到罐的底部,与进入BIC厌氧反应器的进水混合,形成了厌氧罐自身的内循环。

废水通过下三相分离器后进入上部低负荷区(精处理区),进一步降解废水中的有机物,混合液通过上部的三相分离器时进行颗粒污泥、水、沼气的分离,沼气通过沼气管道排出,污泥则回流到厌氧罐底部保持生物量,而沉淀后的水通过出水堰进入后续构筑物。

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3、BIC厌氧反应器结构介绍
  ①、布水器:独特布水技术,能充分将原水、颗粒污泥、下降管回流水充分的混合,加强传质效果,防止沉淀物在一定区域内的积累。

  ②、BIC厌氧反应器高度:一般设计BIC厌氧反应器高度为16-20米。同样容积的反应器,高度下降后,直径就加大,这样上层低负荷区三相分离器的废水上升流速就降低,更有利于污泥或颗粒污泥的分离和沉淀回流。

  ③、高负荷反应区:高负荷区去除的COD总量约是整个反应器去除COD总量的百分之七十。由于水的内循环作用,废水上升流速较高,一般达6-10m/h,使颗粒污泥处于流化状态,更有利于有机物与颗粒污泥的传质。

  ④、中层三相分离装置:中层三相分离器共有2层。中层三相分离装置主要是将高负荷区产生的沼气收集起来,然后通过提升管提升到罐顶部的气液分离器,同时提升大量的水到气液分离器内。

  ⑤、低负荷区:由于没有水的内循环作用,废水的上升流速更低,进一步去除溶解性的COD。

  ⑥、上层三相分离区:上层三相分离器共有3层。贝斯特公司的三项分离器单体较大,能更有效的实现沼气、水、污泥的分离。

  ⑦、气液分离器:设计的个气液分离器,能更有效的实现沼气和水的分离。

三、IC厌氧反应器优点
   IC反应器的构造及其工作原理决定了其在控制厌氧处理影响因素方面比其它反应器更具有优势。

  (1)容积负荷高:IC反应器内污泥浓度高,微生物量大,且存在内循环,传质效果好,进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。

  (2)节省投资和占地面积:IC反应器容积负荷率高出普通UASB反应器3倍左右,其体积相当于普通反应器的1/4~1/3左右,大大降低了反应器的基建投资。而且IC反应器高径比很大(一般为4~8),所以占地面积特别省,非常适合用地紧张的工矿企业。

  (3)抗冲击负荷能力强:处理低浓度废水(COD=2000~3000mg/L)时,反应器内循环流量可达进水量的2~3倍;处理高浓度废水(COD=10000~15000mg/L)时,内循环流量可达进水量的10~20倍[5]。大量的循环水和进水充分混合,使原水中的有害物质得到充分稀释,大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。

  (4)抗低温能力强:温度对厌氧消化的影响主要是对消化速率的影响。IC反应器由于含有大量的微生物,温度对厌氧消化的影响变得不再显著和严重。通常IC反应器厌氧消化可在常温条件(20~25 ℃)下进行,这样减少了消化保温的困难,节省了能量。

  (5)具有缓冲pH的能力:内循环流量相当于1厌氧区的出水回流,可利用COD转化的碱度,对pH起缓冲作用,使反应器内pH保持状态,同时还可减少进水的投碱量。

  (6)内部自动循环,不必外加动力:普通厌氧反应器的回流是通过外部加压实现的,而IC反应器以自身产生的沼气作为提升的动力来实现混合液内循环,不必设泵强制循环,节省了动力消耗。

  (7)出水稳定性好:利用二级UASB串联分级厌氧处理,可以补偿厌氧过程中Ks高产生的不利影响。Van Lier在1994年证明,反应器分级会降低出水VFA浓度,延长生物停留时间,使反应进行稳定。

  (8)启动周期短:IC反应器内污泥活性高,生物增殖快,为反应器快速启动提供有利条件。IC反应器启动周期一般为1~2个月,而普通UASB启动周期长达4~6个月。

  (9)沼气利用价值高:反应器产生的生物气纯度高,CH4为70%~80%,CO2为20%~30%,其它有机物为1%~5%,可作为燃料加以利用。

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