一、概述

    上流式厭氧污泥床（UASB）反應器是本公司開發(fā)研制的在消化、吸收國內(nèi)外成果基礎(chǔ)上，開發(fā)研制的有機廢水處理技術(shù)，已成功用于多種工業(yè)廢水處理。

    高濃度有機廢水，如酒精、糖蜜、檸檬酸等廢水，中濃度廢水，如啤酒、屠宰、軟飲料等廢水，低濃度廢水，如生活污水等廢水。

    UASB反應器廢水被盡可能均勻的引入反應器的底部，污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣（主要是甲烷和二氧化碳）引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對于顆粒污泥的形成和維持有利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒有附著的氣體向反應器頂部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應器氣體發(fā)射器的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，附著和沒有附著的氣體被收集到反應器頂部的三相分離器的集氣室。

    IC（internal circulation）反應器是新一代高效厭氧反應器，即內(nèi)循環(huán)厭氧反應器，相似由2層UASB反應器串聯(lián)而成。其由上下兩個反應室組成。廢水在反應器中自下而上流動，污染物被細菌吸附并降解，凈化過的水從反應器上部流出。

二、工作原理

UASB工作原理

    UASB反應器廢水被盡可能均勻的引入反應器的底部，污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣(主要是甲烷和二氧化碳)引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對于顆粒污泥的形成和維持有利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒有附著的氣體向反應器頂部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應器氣體發(fā)射器的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，附著和沒有附著的氣體被收集到反應器頂部的三相分離器的集氣室。置于 集氣室單元縫隙之下的擋板的作用為氣體發(fā)射器和防止沼氣氣泡進入沉淀區(qū)，否則將引起沉淀區(qū)的絮動，會阻礙顆粒沉淀。包含一些剩余固體和污泥顆粒的液體經(jīng)過分離器縫隙進入沉淀區(qū)。

    由于分離器的斜壁沉淀區(qū)的過流面積在接近水面時增加，因此上升流速在接近排放點降低。由于流速降低污泥絮體在沉淀區(qū)可以絮凝和沉淀。累積在三相分離器上的污泥絮體在一定程度上將超過其保持在斜壁上的摩擦力，其將滑回反應區(qū)，這部分污泥又將與進水有機物發(fā)生反應。

IC工作原理

    它相似由2層UASB反應器串聯(lián)而成。按功能劃分，反應器由下而上共分為5個區(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)：反應器底部進水、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入該區(qū)，在高濃度污泥作用下，大部分有機物轉(zhuǎn)化為沼氣。混合液上升流和沼氣的劇烈擾動使該反應區(qū)內(nèi)污泥呈膨脹和流化狀態(tài)，加強了泥水表面接觸，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)，與反應器底部的污泥和進水充分混合，實現(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。沼氣通過沼氣管導入氣液      分離區(qū)，對第2厭氧區(qū)的擾動很小，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反應器工作原理中可見，反應器通過2層三相分離器來實現(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，使泥水充分接觸，獲得良好的傳質(zhì)效果。

三、優(yōu)勢

    (1)容積負荷高:IC反應器內(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，進水有機負荷可超過普通厭氧反應器的3倍以上。

    (2)節(jié)省基建投資和占地面積: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，大大降低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)，所以占地面積特別省，非常適用于緊張的廠礦企業(yè)新、擴建工程。

    (3)抗沖擊負荷能力強:IC反應器實現(xiàn)了自身的內(nèi)循環(huán)，循環(huán)流量可達進水量的10-20倍。因為大量的循環(huán)水和進水在反應器底部充分混合，使反應器底部有機物濃度降低，從而提高了反應器的耐沖擊負荷能力；同時大水量也使底部污泥得以均散，保證了廢水中的有機物與微生物的充分接觸反應，提高了處理負荷。

    (4)抗低溫能力強:溫度對厭氧消化的影響主要是對消化速率的影響。IC反應器由于含有大量的微生物，溫度對厭氧 消化的影響變得不再顯著和嚴重。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(jié)省了能量。

    (5)出水穩(wěn)定性好:因為IC反應器相當于上下兩個UASB反應器的串聯(lián)運行，下面一個反應器具有很高的有機負荷率，起“粗”處理作用，上面一個反應器的負荷低，起“精”處理作用，使出水水質(zhì)好且穩(wěn)定。

    (6)啟動周期短:IC反應器內(nèi)污泥活性高，生物增殖快，為反應器快速啟動提供有利條件。IC反應器啟動周期一般為 1~2個月，而普通UASB啟動周期長達4~6個月。

    IC反應器當前在造紙行業(yè)應用較多的是用各類廢紙作原料的造紙企業(yè)，處理的目的包括實現(xiàn)一般的達標排放，通過治理后的廢水回用，從而達到節(jié)水和治污的雙重目的。