环保工艺之——IC反应器（一）

厌氧生物处理是废水生物处理技术中的一种重要方法。要提高厌氧生物处理的效果，除了要提供给微生物一个良好的生长环境外，保持反应器内的高污泥浓度，维持良好的传质效果也是关键要素。以厌氧接触工艺为代表的第一代厌氧反应器，污泥停留时间（SRT）和水力停留时间（HRT）大体相同，反应器内污泥浓度较低。如果想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。而以UASB工艺为代表的第二代厌氧反应器，依靠颗粒污泥的形成和三相分离器的作用，使得污泥在反应器中滞留，实现了SRT>HRT，从而提高了反应器内污泥浓度，但是反应器的传质过程并不理想。要改善传质效果，最有效的方法就是提高表面水力负荷和表面产气负荷。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，使原本SRT>HRT向SRT=HRT方向转变，污泥过量流失，处理效果变差。　近十几年来，已建造了许多处理工业废水的 UASB 反应器生产装置。有关专家透露，为了防止升流速度太大使悬浮固体大量流失，UASB反应器在处理中低浓度（1.5～2.0 kgCOD/（m3?d））废水时，反应器的进水容积负荷率一般限制在5～8kgCOD/（m3?d），在此负荷率下，最小 HRT 为 4 ～5h；在处理COD浓度为5～9g/L的高浓度有机废水时，反应器的进水容积负荷率一般被限制在10～20kgCOD/（m3?d），以免由于产气负荷率太高而增加紊流造成悬浮固体的流失。　

为了克服这些条件的限制，荷兰开发了一种内循环（internal circulation，IC）反应器，IC反应器在处理中低浓度废水时，反应器的进水容积负荷率可提高至20～24kgCOD /（m3?d）；处理高浓度有机废水时，进水容积负荷率可提高到35～50kg/（m3?d）。与 UASB 反应器相比，在获得相同处理效率的条件下，IC 反应器具有更高的进水容积负荷率和污泥负荷率，IC 反应器的平均升流速度可达处理同类废水 UASB 反应器的20倍左右。在处理低浓度废水时，HRT可缩短至2.0～2.5h，使反应器的容积更加小型化。因此更加具有优势。某设在中国的国际环保公司，已经将IC反应器应用于啤酒、发酵、造纸、食品、饮料及化工等行业。并且取得了不错的效果。IC反应器的优点体现在以下方面：

（1）具有很高的容积负荷率。由于IC反应器存在着内循环，第一反应室有很高的升流速度，传质效果很好，污泥活性很高，因而其有机容积负荷率比普通UASB反应器高许多，一般高出3倍以上。处理高浓度有机废水，如土豆加工废水，当COD为10000～15000mg/L时，进水容积负荷率可达30～40kgCOD/（m3?d）。处理低浓度有机废水，如啤酒废水，当 COD为2000～3000mg/L时，进水容积负荷率可达20～50kgCOD /（m3?d），HRT仅2～3h，COD去除率可达80%左右。

（2）节省基建投资和占地面积。由于 IC 反应器的容积负荷率大大高于 UASB 反应器，IC反应器的有效体积仅为UASB反应器的1/4～1/3，所以可显著降低反应器的基建投资。由于IC反应器不仅体积小，而且有很大的高径比，所以占地面积特别省，非常适用于占地面积紧张的厂矿企业。小型的 IC 反应器可以工厂预制，大型的可在现场制作，施工工期短，安装简便，且IC反应器的土方量很小，可节省施工费用。

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