ic厌氧反应器的工艺及设备计算实例_secret

传统上微电解工艺所采用的微电解材料一般为铁屑和木炭，使用前要加酸碱活化，使用的过程中很容易钝化板结，又因为铁与炭是物理接触，之间很容易形成隔离层使微电解不能继续进行而失去作用，这导致了频繁地更换微电解材料，不但工作量大成本高还影响废水的处理效果和效率。另外，传统微电解材料表面积太小也使得废水处理需要很长的时间，增加了吨水投资成本，这都严重影响了微电解工艺的利用和推广。
由于这些条件的限制，会造成很大一部分工业废水发无法采用常规厌氧反应器来处理，因此市场迫切需要一种能真正处理工业废水的厌氧反应器，我公司采用脉冲厌氧反应器对几十种工业废水处理实践证明，该脉冲厌氧反应器耐毒性强，工艺简单，运行管理方便，处理效果优于常规厌氧反应器，是工业废水处理行之有效的厌氧技术。
3
高效脉冲厌氧反应器是南京伊万特环境工程有限公司开发并多次改进的新型高效厌氧生物反应器
第二反应区的液相上升流速小于第一反应区，一般仅为2～10 m/h。这个区域除了继续进行生物反应之外，由于上升流速的降低，还充当第一反应区和沉淀区之间的缓冲段，对解决跑泥、确保沉淀后出水水质起着重要作用。
IC
①
②
③
④
先后应用于大型淀粉厂、酒精废水、生物制药厂、农药废水废水处理系统。
1
2
目前应用的厌氧反应器一般均基于
铁碳微电解填料是铁炭微电解技术的一次技术革命。它的广泛应用将为化工等行业的发展带来新的生机。
铁碳微电解填料采用固定流化床运行方式，其操作维护方便，运行安全可靠。
同时脉冲厌氧反应器可以根据废水性质来确定反应的容积，反应器的大小不受其它条件影响，完全可以根据水质需求来确定反应的容积，因此比较适用于处理工业废水。
4
◆
◆
◆
◆
5

收稿日期： 2011-10-13 （ 修改稿） 基金项目： 本课题由陕西科技大学研究生创新基金资助。
工艺选择及流程 以废旧瓦楞箱纸板为原料的制浆造纸废水中悬浮 物含量高， 主要含有无机盐、 细小纤维、 无机填料 等，废水处理技术难度大。针对该类型废水特点和工 好氧深度处理工艺作为 程具体情况，确定采用厌氧《中国造纸》 2012 年第 31 卷第 1 期
作者简介： 张安龙先生，教 授； 主要研究方向： 造纸工 业废水生物处理技术 。
mg / L 时，出水 COD Cr ≤60 mg / L、BOD5 ≤20 mg / L、SS≤30 mg / L，达到 GB3544 —2008 造纸工业水污 染物排放标准的污染物排放限值。 关键词： IC 厌氧反应器； 改良型氧化沟； 浅层气浮； 制浆造纸废水； 调试 中图分类号： X793 文献标识码： A 文章编号： 0254-508X（ 2012 ） 01-0037-05
· 38·
［3 ］2. 1 预酸化调节池 3 预酸化调节池为 12000 m / d 的生产废水提供约 5 h的预酸化时间，5 h 的停留时间起到稳定废水有机 负荷、调节各指标波动的作用，同时向预酸化池投加 约 10 g / L 的活性污泥， 给废水创造了一定的兼氧环 境进行水解酸化， 将大量高分子有机物水解为甲酸、 乙酸等挥发性脂肪酸和易降解的有机底物 ，提高了废 水的可生化性并达到工艺要求的预酸化度 。为确保废 水进入 IC 厌氧反应器所需要的 pH 值条件， 设置在 线 pH 值监测仪， 随时反馈池内的 pH 值情况。 同时 在该工序投加整个工艺所需的营养盐 ，一方面用以刺 激产酸菌的生长，另一方面为后续厌氧和好氧微生物 提供所需要的营养盐，投加比例为 COD∶ N∶ P = 500∶ 5 ∶ 1 。合理的预酸化速度对于后续 IC 厌氧反应器能否 高效运转至关重要 。 运行表明 ， 预酸化度太低 ， 则 会导致废 水 在 IC 厌 氧 反 应 器 内 酸 化 ， 预 酸 化 度 太 高 ， 又不利于 IC 厌 氧 反 应 器 内 颗 粒 污 泥 的 保 持 ， 本工程将 预 酸 化 度 控 制 在 40% 左 右 可 取 得 良 好 的 效果 。 2. 2 IC 厌氧反应器 IC 厌氧反应器启动速度慢是限制厌氧技术推广 的主要因素之一，在查阅大量文献和考察诸多工程实

IC反应器设计计算1、设计说明IC反应器，即内循环厌氧反应器，相似由2层UASB反应器串联而成。

其由上下两个反应室组成。

在处理高浓度有机废水时，其进水负荷可提高至35～50kgCOD/(m3·d)。

与UASB反应器相比，在获得相同处理速率的条件下，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。

主要设计参数如下：（1）参数选取设计参数选取如下：第一反应室的容积负荷NV1＝35kgCOD/(m3·d)，：第二反应室的容积负荷NV2＝12kgCOD/(m3·d)；污泥产率0.03kgMLSS/kgCOD；产气率0.35m3/kgCOD。

（2）设计水质设计参数CODcr BOD5SS进水水质/ (mg/L) 24074 12513 1890 去除率/ % 85 90 30 出水水质/ (mg/L) 3611 1251 1323 （3）设计水量本期设计水量按Q＝3000m3/d＝125m3/h=0.035m3/s计算。

2、反应器主要尺寸确定图一 IC 反应器构造示意图（1） 有效容积 本设计采用进水负荷率法，按中温消化（35～37℃）、污泥为颗粒污泥等情况进行计算。

V ＝ve N C C Q )(0式中 V －反应器有效容积，m 3；Q －废水的设计流量，m 3/d ； N v －容积负荷率，kgCOD/（m 3·d ）； C 0－进水COD 浓度，kg/m 3； C e －出水COD 浓度，kg/m 3。

IC 反应器的第一反应室去除总COD 的80％左右，第二反应室去除总COD 的20％。

第一反应室的有效容积回流管气封 反应室集气罩沼气提升管 沉淀区气封 反应室集气罩出水渠 气液分离器进水V 1＝v e N C C Q ％80)(0⨯-＝3580)611.3074.24(3600％⨯-⨯＝1684m 3第二反应室的有效容积 V 1＝v e N C C Q ％20)(0⨯-＝1220)611.3074.24(3600％⨯-⨯＝1228m 3IC 反应器的总有效容积为V ＝1684＋1228＝2912m 3，这里取3000m 3 本设计设置两个相同的IC 反应器， 则每个反应器容积为V ’＝3000/2＝1500m 3 （2） IC 反应器几何尺寸本设计的IC 反应器的高径比为2.5 V ＝AH ＝42HD π＝45.23D π则D ＝3/1)5.24(πV ＝8.2m ，取9m ， H ＝2.5×9＝22.5m ，取23m 。

详细介绍IC厌氧反应器工作过程IC厌氧反应器（Internal Circulation Anaerobic Reactor）是一种高效的用于处理有机废水的生物反应器，采用内循环方式进行运作。

其工作过程如下。

首先，将有机废水引入IC厌氧反应器的上部。

有机废水中含有生物可降解的有机物质，这些有机物质经过处理可以被微生物利用并转化成沼气和污泥。

当有机废水进入IC厌氧反应器后，通过控制进水流量，在反应器内形成水滴状的液面，以便与微生物进行更好的接触。

同时，通过设置搅拌装置，保持反应器内混合均匀，避免产生死区和沉积。

在IC厌氧反应器内，有机废水中的有机物质被厌氧微生物分解为沼气和污泥。

厌氧微生物主要包括产甲烷菌、消化杆菌等。

它们使用有机物质作为电子供体，通过一系列复杂的代谢途径将有机物质转化为甲烷气体，并释放出能量。

这个过程可以分为两个阶段进行。

在第一阶段，有机废水中的易降解有机物质被快速分解并转化为挥发性脂肪酸（VFA）。

这一步骤是在低氧和低pH条件下进行的。

在第二阶段，挥发性脂肪酸被产甲烷菌进一步降解成甲烷气体和二氧化碳。

为了保持反应器内微生物的活性，需要提供适宜的环境条件。

比如，反应器内的温度需要控制在适宜的范围内，通常是35-40摄氏度。

此外，pH值也需要调节在4.5-7.5之间。

这些条件有助于维持微生物群落的平衡，提高有机物质的降解效率。

在反应器内，通过设置循环泵，将底部的污泥循环回反应器的上层。

这种内循环的方式，可以防止污泥的沉积和堆积，提高污泥与废水的接触效率，增强有机物的降解。

同时，通过循环回流，可以保持反应器内的混合均匀性，避免产生死区。

最后，处理后的废水从反应器的上部流出，并经过简单的处理，即可达到排放标准。

而产生的沼气则可以收集利用，并作为能源供应。

总之，IC厌氧反应器是一种高效的生物反应器，通过内循环方式实现废水有机物质的降解和资源化利用。

通过合理的控制环境条件和循环回流，可以提高降解效率，减少能源消耗，同时实现废水处理和能源回收的双重目的。

（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 内循环流量相当于第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 持最佳状态，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。
（1）UASB反应器的构造 UASB反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、 反应器的池体和三相分离器。如果考虑整个厌氧系统还 应该包括沼气收集和利用系统。在UASB反应器中最重 要的设备是三相分离器，这一设备安装在反应器的顶部 并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。
出水堰
三相分离器
沼 气
水
处理 水
沼气 污泥 悬浮污泥区 颗粒污泥区 配 水 系 统 污 泥
开放式UASB反应器 反应器 开放式
（2）UASB颗粒污泥的形成与特征 1）污泥颗粒化的意义 在厌氧反应器中颗粒污泥的形成过程称之为污泥颗 粒化。 ① 使污泥具有良好的沉淀性，能在很高产气量和上向 流速下以较高浓度保留在反应器内，因此可以使之承 受更高的有机容积负荷和水力负荷； ② 细菌形成的污泥颗粒状聚集体是一个微生态的系统， 其中不同类型的微生物种群形成了共生或互生体系， 有利于形成微生物生长、生理生化的条件；
③ 颗粒污泥的形成利于其中的微生物对营养的吸收， 利于有机物降解； ④ 颗粒污泥使诸如乙酸菌和利用氢的细菌等的发酵菌 的中间产物的扩散距离大大缩短； ⑤ 在诸如pH和毒性物质等废水水质骤变时，颗粒污泥 性能维持在一个相对稳定的微环境中而代谢过程继续进 行。

IC反应器的计算IC反应器的设计计算1.设计说明IC反应器，即内循环厌氧反应器，相似由2层UASB反应器串联而成。

其由上下两个反应室组成。

在处理高浓度有机废水时，其进水负荷可提高至35～50kgCOD/(m3·d)。

与UASB反应器相比，在获得相同处理速率的条件下，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。

设计参数（1）参数选取设计参数选取如下：第一反应室的容积负荷NV1＝35kgCOD/(m3·d)，：第二反应室的容积负荷NV2＝12kgCOD/(m3·d)；污泥产率0.03kgMLSS/kgCOD；产气率0.35m3/kgCOD（2）设计水质设计参数CODcr BOD5SS进水水质/ (mg/L) 24074 12513 1890去除率/ % 85 90 30出水水质/ (mg/L) 3611 1251 1323（3）设计水量Q＝3000m3/d＝125m3/h=0.035m3/s2.反应器所需容积及主要尺寸的确定（见附图6-4）（1）有效容积本设计采用进水负荷率法，按中温消化（35～37℃）、污泥为颗粒污泥等情况进行计算。

V＝v eN CCQ)(式中 V－反应器有效容积，m3；Q－废水的设计流量，m3/d；Nv－容积负荷率，kgCOD/（m3·d）；C 0－进水COD 浓度，kg/m 3； C e －出水COD 浓度，kg/m 3。

IC 反应器的第一反应室去除总COD 的80％左右，第二反应室去除总COD的20％。

第一反应室的有效容积 V 1＝ve N C C Q ％80)(0?-＝3580)611.3074.24(3600％-?＝1684m 3第二反应室的有效容积 V 1＝ve N C C Q ％20)(0?-＝3520)611.3074.24(3600％-?＝1228m 3IC 反应器的总有效容积为V ＝1684＋1228＝2912m 3，这里取3000m 3 本设计设置两个相同的IC 反应器，则每个反应器容积为V ’＝3000/2＝1500m 3 （2） IC 反应器几何尺寸本设计的IC 反应器的高径比为2.5 V ＝AH ＝42HD π＝45.23D π则D ＝3/1)5.24(πV ＝8.2m ，取9m ， H ＝2.5×9＝22.5m ，取23m 。

IC厌氧反应器设计计算IC 厌氧反应器作为一种高效的厌氧处理技术，在废水处理领域得到了广泛的应用。

其独特的结构和运行原理，使其能够在处理高浓度有机废水时展现出出色的性能。

下面我们就来详细探讨一下 IC 厌氧反应器的设计计算。

一、设计基础数据在进行 IC 厌氧反应器的设计计算之前，首先需要明确一些基础数据，包括废水的水质水量、进水有机物浓度、温度、pH 值等。

这些数据将直接影响反应器的尺寸、容积和运行参数的确定。

例如，废水的流量决定了反应器的处理能力，进水有机物浓度则关系到反应器内微生物的负荷以及产气率。

一般来说，IC 厌氧反应器适用于处理高浓度有机废水，有机物浓度通常在数千毫克每升以上。

温度对厌氧反应的速率和微生物的活性有着重要影响，通常在 30 38℃之间较为适宜。

pH 值也需要控制在一定范围内，一般为 65 80 ，以保证微生物的正常生长和代谢。

二、IC 厌氧反应器的结构IC 厌氧反应器主要由两个反应区组成，即下部的第一反应区（也称流化床反应区）和上部的第二反应区（也称固液分离区）。

第一反应区是一个高负荷的反应区域，废水和颗粒污泥在此充分混合，有机物被快速降解。

这一区域通常具有较大的上升流速，以保证良好的传质效果。

第二反应区则主要用于泥水分离，使处理后的废水和污泥得以分离。

其结构相对较为简单，通常采用沉淀或过滤的方式实现泥水分离。

此外，IC 厌氧反应器还包括进水系统、出水系统、沼气收集系统和排泥系统等附属设施。

三、设计计算步骤1、确定反应器的容积负荷容积负荷是指单位容积反应器每天所能承受的有机物量，通常以千克 COD/（立方米·天）表示。

容积负荷的取值需要根据废水的水质、温度和处理要求等因素综合确定。

一般来说，对于高浓度有机废水，容积负荷可以取 10 20 千克 COD/（立方米·天）。

2、计算反应器的有效容积根据进水流量和容积负荷，可以计算出反应器的有效容积：有效容积＝进水流量 ×进水有机物浓度 ÷容积负荷例如，假设进水流量为 100 立方米/天，进水有机物浓度为 10000 毫克/升（即 10 千克/立方米），容积负荷取 15 千克 COD/（立方米·天），则有效容积为：100 × 10 ÷ 15 ≈ 667（立方米）3、确定反应器的尺寸根据有效容积和反应器的高径比（一般为 2 5），可以确定反应器的直径和高度。

IC反应器1.设计说明IC反应器，即内循环厌氧反应器，相似由2层UASB反应器串联而成。

其由上下两个反应室组成。

在处理高浓度有机废水时，其进水负荷可提高至35～50kgCOD/(m3·d)。

与UASB反应器相比，在获得相同处理速率的条件下，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。

下为某工程的设计实例：供参考（编者注）设计参数（1） 参数选取设计参数选取如下：第一反应室的容积负荷NV1＝35kgCOD/(m3·d)，：第二反应室的容积负荷NV2＝12kgCOD/(m3·d)；污泥产率0.03kgMLSS/kgCOD；产气率0.35m3/kgCOD（2） 设计水质设 计 参 数CODcr BOD5SS进水水质/ (mg/L) 24074 12513 1890去除率/ % 85 90 30出水水质/ (mg/L) 3611 1251 1323（3） 设计水量Q＝3000m3/d＝125m3/h=0.035m3/s2.反应器所需容积及主要尺寸的确定（1） 有效容积 本设计采用进水负荷率法，按中温消化（35～37℃）、污泥为颗粒污泥等情况进行计算。

V＝v eN CCQ)(式中 V－反应器有效容积，m3；Q－废水的设计流量，m3/d；N v －容积负荷率，kgCOD/（m 3·d）； C 0－进水COD 浓度，kg/m 3； C e －出水COD 浓度，kg/m 3。

IC 反应器的第一反应室去除总COD 的80％左右，第二反应室去除总COD的20％。

第一反应室的有效容积 V 1＝ve N C C Q ％80)(0⨯-＝3580)611.3074.24(3600％⨯-⨯＝1684m 3第二反应室的有效容积 V 1＝ve N C C Q ％20)(0⨯-＝3520)611.3074.24(3600％⨯-⨯＝1228m 3IC 反应器的总有效容积为V＝1684＋1228＝2912m 3，这里取3000m 3 本设计设置两个相同的IC 反应器， 则每个反应器容积为V’＝3000/2＝1500m 3 （2） IC 反应器几何尺寸本设计的IC 反应器的高径比为2.5V＝AH＝42H D π＝45.23D π则D＝3/1)5.24(πV ＝8.2m，取9m， H＝2.5×9＝22.5m，取23m。

一、厌氧反应器的工艺设计1、水质指标原废水水质：流量：Q=9000m3/d；COD=6000mg/l；SS=2000mg/l。

凯氏氮TKN= NH3-N= PH=7;SO42- =2、处理效果水质衡算废水经IC反应器处理后，COD=6000*（1-70%）=1800mg/l。

厌氧反应器产污泥量为2100kg/d。

二、IC反应器的设计计算1、有效容积计算厌氧反应器有效容积的常用参数是进水容积负荷率和水利停留时间；本设计采用容积负荷率法，按中温消化（35~37°C）、污泥为颗粒污泥等情况进行计算。

=Q(C0-Ce)/Nv式中V----反应器有效容积m3，Q---废水的设计流量m3/d，Nv—容积负荷率kgCOD/m3.d，C0---进水COD浓度，kg/m3，Ce---出水的COD浓度，kg/m3.本设计采用IC反应器处理高浓度造纸废水，而IC反应器第一反应室和第二反应室由于内部流态及处理效率的不同而结构有较大差异。

这里分别介绍一、二反应室的容积。

IC反应器的第一反应室（相当于EGSB）去除总COD的80%左右，而第二反应室去除总COD的20%左右。

取第一反应室的容积负荷率Nv=25kgCOD/（m3.d），第二反应室的容积负荷率Nv=8kgCOD/（m3.d）。

第一反应室有效容积V1=Q(C0-Ce)80%/Nv1=9000*（6-1.8）*80%/22=1347m3，第二反应室有效容积V2=Q(C0-Ce)20%/Nv1=10000*（6-1.8）*20%/7=2727m3，IC反应器的总有效容积：V=V1+V2=1527+1200=2727m3取V=2800m3.2、IC反应器的几何尺寸取IC反应器的高径比为2.1（一般为2~4），V=AH=πD2H/4,D=（4V/2.1π）1/3=（4╳2800/2.1╳3.14）1/3=11.93，取C=12m；H=2.1╳12=25.2 ，取H=26m。

IC 内循环厌氧反应器1.设计参数（1） 设计水质设 计 参 数COD crBOD 5 SS 进水水质/ (mg/L) 15000 9000 100 去除率/ %90/ / 出水水质/ (mg/L) 1500//（2） 设计水量 Q ＝18000m 3/d ＝750m 3/h （3） IC 数量 n ＝3台，Q ’=2503/h 2. 反应器所需容积及主要尺寸（1） IC 反应器几何尺寸D ＝12.5mH ＝28m ，有效水深h ＝27.7m 本设计的IC 反应器的高径比：H/D=28/12.5=2.24 IC 反应器的底面积：A ＝42D π＝45.1214.32⨯＝122.66m 2，则每个IC 反应器有效容积：V=42D π×H ＝3398m 3每个IC 反应器总容积负荷率：N V ＝VC C Q e )(0-＝33983)5.115(18000⨯-⨯＝23.84[kgCOD/(m 3·d)]（2） IC 反应器的循环量由于工艺设计要求，当IC 进水COD 浓度大于5000mg/L 时，必须进行稀释后在进入IC反应器。

目前，流量Q’=250m3/h，循环罐出水COD=14500mg/L，，假设进入IC厌氧反应器的COD1=5000mg/L；IC反应器出水COD2＝1500mg/L，回流水量为Q回，因此：Q’×COD+Q回×COD2= （Q’+ Q回）×COD1Q回= Q’（COD-COD1）/（COD1-COD2）=250×（14500-5000）/（5000－1500）=678.57m3/h进入IC反应器的总流量：Q总= Q’＋ Q回=250＋678.57=928.57m3/h此项目选择的IC供料泵流量Q进=982m3/h（3）反应器内流速第二反应室内（精处理区）液体升流速度：V 1=Q进/A=982/122.66=8m/h第一反应室内（膨胀床区）液体升流速度一般为10～20m/h，主要由厌氧反应产生的气流推动的液流循环所带动。

厌氧反应器常用计算公式的汇总!厌氧反应器是一种用于处理有机废水和有机废料的设备。

在厌氧条件下，厌氧微生物通过发酵代谢有机物质，产生有机酸、气体和沉淀物，将有机物质降解为甲烷和二氧化碳等无机物质。

厌氧反应器的设计与操作需要依据一定的公式和计算方法。

下面是一些常用的厌氧反应器计算公式的汇总。

1.农村生活污水处理污泥厌氧发酵罐的生物量产生量计算公式：厌氧发酵罐的生物量产生量（kg COD/m³·d）= X × Q × t / V其中，X是活性污泥浓度（kg COD/m³），Q是进水流量（m³/d），t 是进水停留时间（d），V是反应器有效体积（m³）。

2.厌氧沼气池产气量计算公式：沼气产气量（m³/d）=0.35 × COD去除量（kg COD/d）沼气产气量（m³/d）=0.35×(Q×(COD进水浓度-COD出水浓度))其中0.35为厌氧消化沼气发酵反应的理论产气系数。

3.污泥加热能量需求计算公式：加热能量需求（kcal/d）= m × Cp × ΔT其中m为污泥质量（kg/d），Cp为污泥比热容（kcal/kg·℃），ΔT为加热温度差（℃）。

4.溶解氧量的计算公式：溶解氧量（mg/L）= SO2 × SaO2 + SD其中SO2为过氧化物浓度（mg/L），SaO2为氧解度（0.023），SD为空气溶解氧浓度（mg/L）。

5.混合完成时间的计算公式：混合完成时间（s）=V/Q其中V为反应器容量（m³），Q为进水流量（m³/s）。

6.有机负荷的计算公式：有机负荷（gCOD/m³·d）=Q×COD进水浓度其中Q为进水流量（m³/d），COD进水浓度为化学需氧量进水浓度（mg/L）。

7.温度对运动速率常数影响的计算公式：k2 = k1 × exp[(1/T2 - 1/T1) × E]其中k2和k1为两个不同温度下的运动速率常数，T2和T1为两个不同温度，E为反应活化能。

降。当反应器进水 COD负荷达到设计进水 COD 负 荷时, 这时气液分离的液位应由回流管的水力计算 确定。一般地说, 在 IC 反应器的运行过程中, 随着 进水 COD负荷的变化, 气液分离器内液位是不断变 化的。
3 升流管的设计计算
确定升流管的液体流量是设计 IC 反应器的关
键, 升流管提升的液体流量即是 IC反应器的循环流
ulr =
K
B
(
Ar Ad
)
2
1 ( 1- d ) 2
( 4)
已知式 ( 4)中的 r和 d分别为升流管和回流管
的沼气持气率。一般认为 d = 0. 05 r, r可用下式
求得:
r
=
Qg r Q lr + Q gr
式中 : Qgr 升流 管 内沼 气 流量, m3
( 5) h- 1 或
m3 d- 1; Q lr 升 流 管 内 液 体 流 量, m3 m3 d- 1。
( 1) 当沼气排出管的背压为表压 p ( mH2O ) 时, 即气液分离器内气室的压力为 p, 第 2厌氧反应室
三相分离器气室内的压力也为 p;
( 2) 第 2厌氧反应室三相分离器气室内的液位 与沉淀区的液位的高差亦为 p;
( 3) 当升流管的几何高度提升为 hp 则其实际相 程应包括二部分: 即为升流管出口液位与反应器顶
器内的沼气压力不变时, 随着反应器进水 COD 负荷 的变化, 气液分离器内的液位随之改变。进水负荷
越高, 产沼气量越多, 升流管的提升流量也越大, 由
于回流管的尺寸一定, 则 回流管的阻力 损失增大, 促使气液分离器内的液位上升。相反, 当进水 COD
负荷减小时, 产气量减小, 提升的流量也减小, 使回 流管的阻力损失减小, 促使气液分离器内的液位下

型的高效厌氧生物反应器。它是继UASB之后的第三代 厌氧生物反应器，由于反应器中能够形成颗粒状的厌氧 污泥，而且颗粒污泥层在运行时处于膨胀状态，所以厌 氧生物能与污水中的有机物接触更加充分，反应器容积 利用率更高。
27
1、EGSB反应器工作原理 EGSB反应器由布水器、反应区和三相分离器组成。 废水由反应器底部的布水器均匀进入反应区。在水
8
9
2、内循环（IC）厌氧反应器原理 （1）混合区：反应器底部进水、颗粒污泥和气液分离 区回流的泥水混合物有效地在此区混合。 （2）第1厌氧区：混合区形成的泥水混合物进入该区， 在高浓度污泥作用下，大部分有机物转化为沼气。混合 液上升流和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈膨胀和 流化状态，加强了泥水表面接触，污泥由此而保持着高 的活性。
22
4、其他 我国无锡罗氏中亚柠檬有限公司的IC厌氧处理系统
自1998年12月运行以来一直都很稳定，进水COD一般 在8000mg/L以上，pH5.0左右，容积负荷（以COD计） 可达30 kg/(m3·d)，出水COD基本在2000mg/L以下，且 每千克COD产沼气0.42m3。
1996年IC反应器首次应用于纸浆造纸行业，并迅速 获得客户欢迎，至今全世界造纸行业已建造IC反应器23 个。
5
③ 颗粒污泥的形成利于其中的微生物对营养的吸收， 利于有机物降解； ④ 颗粒污泥使诸如乙酸菌和利用氢的细菌等的发酵菌 的中间产物的扩散距离大大缩短； ⑤ 在诸如pH和毒性物质等废水水质骤变时，颗粒污泥 性能维持在一个相对稳定的微环境中而代谢过程继续进 行。
6
（3）存在问题 反应器容积负荷定义：
14
（3）抗冲击负荷能力强 处理低浓度废水（COD=2000~3000mg/L）时，反

厌氧IC反应器的原理及设计一、IC反应器的原理IC 反应器的构造特点是具有很大的高径比，一般可达 4 ～8，反应器的高度可达16 ～25m。

所以在外形上看，IC 反应器实际上是个厌氧生化反应塔。

由图17-1 可知，进水通过泵由反应器底部进入第一反应室，与该室内的厌氧颗粒污泥均匀混合。

废水中所含的大部分有机物在这里被转化成沼气，所产生的沼气被第一反应室的集气罩收集，沼气将沿着提升管上升。

沼气上升的同时，把第一反应室的混合液提升至设在反应器顶部的气液分离器，被分离出的沼气由气液分离器顶部的沼气排出管排走。

分离出的泥水混合液将沿着回流管回到第一反应室的底部，并与底部的颗粒污泥和进水充分混合，实现第一反应室混合液的内部循环。

IC 反应器的命名由此得来。

内循环的结果是，第一反应室不仅有很高的生物量、很长的污泥龄，并具有很大的升流速度，使该室内的颗粒污泥完全达到流化状态，有很高的传质速率，使生化反应速率提高，从而大大提高第一反应室的去除有机物能力。

经过第一反应室处理过的废水，会自动地进入第二反应室继续处理。

废水中的剩余有机物可被第二反应室内的厌氧颗粒污泥进一步降解，使废水得到更好的净化，提高出水水质。

产生的沼气由第二反应室的集气罩收集，通过集气管进入气液分离器。

第二反应室的泥水混合液进入沉淀区进行固液分离，处理过的上清液由出水管排走，沉淀下来的污泥可自动返回第二反应室。

这样，废水就完成了在IC 反应器内处理的全过程。

综上所述可以看出，IC 反应器实际上是由两个上下重叠的UASB 反应器串联组成的。

由下面第一个UASB 反应器产生的沼气作为提升的内动力，使升流管与回流管的混合液产生密度差，实现下部混合液的内循环，使废水获得强化预处理。

上面的第二个UASB 反应器对废水继续进行后处理（或称精处理），使出水达到预期的处理要求。

下图为BIOPAQ IC reactor的示意图：二、IC反应器的设计IC反应器的涉及内容包括反应器的容积负荷、三相分离器、循环系统、布水系统及反应器的外形尺寸等。

IC厌氧反应器说明书IC厌氧反应器简介IC厌氧反应器是一种高效的多级内循环反应器，是第三代厌氧反应器的典型代表。

与前二代厌氧器相比、它具有占地面积少、容积负荷量高，布水均匀，抗冲击能力强、性能更稳定、操作更简单的多种优势。

例如，当COD为10000-15000mg/l 时的高浓度有机废水，第二代USCB反应器一般容积负荷为5-8kgCODm3.d, 第三代IC厌氧反应器容积负荷可达到10-18kgCODm3.d，IC反应器工作原理IC反应器构造的特点是具有很大的高径比，一般可达4-8，反应器的高度达到20m左右。

整个反应器由第一厌氧反应室和第二厌氧反应室叠加而成。

每个厌氧反应室的顶部各设一个气、固、液三相分离器。

第一级三相分离器主要分离沼气和水，第二级三相分离器主要分离污泥和水，进水和回流污泥在第一厌氧反应室进行混合。

第一反应室有很大的去除有机能力，进入第二厌氧反应室的废水可继续进行处理，去除废水中的剩余有机物，提高出水水质。

IC厌氧反应器相对于其他同类产品有以及下几个显著优点: (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2000,13000mg/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。

IC厌氧反应器的设计计算1、设计参数Q（m3/d）10000T（℃）37PH7 COD进S S进60002000BOD5(mg/l)（mg/l）（mg/l）TKN(mg/l)NH3-N(mg/l)SO4^(2-)2、出水水质COD出（mg/l）1800S S出（mg/l）400B OD5出(mg/l)3、容积计算第一反应室去除总COD的80%左右，第二反应室20%第一反应室容积负荷率22k g/（m3.d）一般取15-25第二反应室容积负荷率则7kg/（m3.d）一般取5-10第一反应室有效容积1527.2727取整得第二反应室有效容积1200取整得总有效容积（V）2727取整得4、反应器的几何尺寸设定反应器的高度（H）则24m反应器的面积（A）=116.6666667m2直径D=12.190979取整得则反应器的几何尺寸为D×H12×24m5、核算反应器的总容积Nv=Q*（COD0-15kg/m36、计算各反应室的高度反应器的面积A=第二反应室有效高度= 第一反应室有效高度=113.04取整得113m2 10.61946903取整得10m 13.5132743413m反应器内水力停留时间第二反应室内液体上升第一反应室内液体上升6.2376h3.6873156m/h一般为2-4m/h第一反应室产生的沼气Q沼气=Q(COD0-11760m30.35m3的沼气）每立方米沼气上升时携由于产气量为加上IC反应器进水量上升流速可达1～2m3/d，则11760回流废水则在第一反应室中总的416.6666667m3/h，8.02359882～12.359882m3左右的废水上升11760m3/d～m3/h（IC反应器第7、管径计算进水管水流速度取2m/s则管径D1=0.2715147回流管水流速度取 1.2m/s则管径DD=0.4762897左右。

1527m31200m32800m312m一般取10-2523520m3/d，即490m3/d～980m3/h，906.66667m3/h～1396.667m3/h，取DN300取DN500共设4根回流管。

内循环厌氧反应器IC的工作原理是什么?
内循环厌氧反应器（见图6-15）的进水与反应器顶部的处理后回流水充分混合后由泵输入
反应器内部，与第一厌氧
反应室内的成流化状态的
膨胀颗粒污泥床充分接触
混合，降解大量的污染物，
产生大量的沼气。

沼气经
一级三相分离器得以收集，
并经导气管排走，部分沼
气挟带污泥絮体上升到反
应器上部经气液分离器，
沼气与污泥絮体得以分离，污泥絮体在重力作用下回流到反应器底部与进水充分混合，实现了内部循环。

经过一级厌氧反应室的处理废水进入第二厌氧反应室进一步降解，使废水得到更好的净化，提高了出水水质。

泥水在混合液沉淀区进行固液分离，上清液经出水管排走，颗粒污泥自动返回第二厌氧反应室。

该反应器可以采用UASB反应器的颗粒污泥接种，由于该反应器有机负荷高，污泥增长很快，颗粒污泥在两个月内即可培养完成。

如采用絮体污泥接种，则启动初期只能采用低负荷运行，待自行培养出颗粒污泥后，再逐步提高污泥负荷，这样启动时间会变长。

其工艺流程如图6-16所示。