IC厌氧反应器的基本原理

IC厌氧反应器由两个UASB反应器上下叠加串联而成，其高度可达16～25m，高径比一般为4～8，主要由5个部分组成：布水区、第一反应室、第二反应室、内循环系统和出水区，其中内循环系统是IC工艺的核心结构。

废水首先进入反应器底部的混合区，并与来自回流管的内循环泥水混合液充分混合后进入第一反应室进行污染物的生化降解，此处的COD容积负荷很高，大部分进水COD在此处被降解，并产生大量沼气。沼气由下层三相分离器收集，并沿着回流管上升。沼气上升的同时把第一反应室的混合液提升至IC厌氧反应器顶部的气液分离器，沼气在此处与泥水分离并被导出反应器。泥水混合物则沿着回流管返回反应器底部，并与进水充分混合进入第一反应室，形成内循环。经过第一反应室处理过的污水，会自动进入第二反应室继续处理。产生的沼气由第二反应室的集气罩收集，通过提升管进入气液分离器。第二反应室中的混合液在沉淀区进行固液分离，处理过的上清液由出水管排出，沉淀的污泥可自动返回到第二反应室。

   IC厌氧反应器的工艺特点

IC厌氧反应器独特的内循环系统，加强了废水中有机物和颗粒污泥间的传质，从而大幅提高了反应器的COD容积负荷，IC厌氧反应器的有机负荷是普通UASB反应器的3倍左右，同时反应器在保证去除效果的条件下，能达到较低的水力停留时间。IC厌氧反应器实际上是一种特殊的气提式反应器，其提升动力源自反应器中的自产沼气，这样反应器不必通过外力实现强制循环，节省了能耗。反应器中内循环系统的形成使得反应器内第一反应室的实际水量远大于进口水量，内循环水稀释了进水，提高了反应器的抗冲击能力和酸碱调节能力。在处理相同的废水时，IC厌氧反应器的容积负荷是普通UASB的4倍左右，因此其所需的体积仅为UASB的1/4～1/3，利于节省基建投资，而且IC厌氧反应器具有很大的高径比，占地面积非常小。

   IC厌氧反应器的启动

由于目前国内已建立了许多生产性UASB装置，所以可以采用UASB反应器的颗粒污泥作为IC厌氧反应器启动时的接种污泥。当采用UASB反应器的接种污泥作为IC厌氧反应器的接种污泥时，则从UASB反应器的颗粒污泥演变为IC厌氧反应器的颗粒污泥，一般需要1～2个月的启动过程。丁丽丽等[4]采用UASB中的颗粒污泥接种IC厌氧反应器处理人工合成废水，反应器初次启动在40天内完成。王克浩等采用自行设计的一套IC厌氧反应器装置，接种啤酒厂生产废水消化污泥，采用人工配水对其进行启动运行，历时60天时间完成了反应器的启动。IC厌氧反应器的启动时间虽然比UASB要短，但要达到反应器内部的无动力内循环仍然需要较长的时间。现今，如何快速地启动反应器成为了学者们研究的热点。

   内循环反应器的工业应用

  处理酒精废水

酒精是重要的化工原料，广泛应用于化学工业、食品工业、日用化工、医药卫生等领域。随着石油、煤炭等自然资源逐年减少，且不可再生，可替代能源的发展受到越来越多的关注。酒精燃料是一种可再生的清洁能源，已成为替代能源之一。由此在生产酒精过程中产生的废水也越来越多，传统的厌氧工艺处理这类高浓度废水效果不理想。中粮生化(北海)能源有限公司采用荷兰帕克IC反应器处理木薯酒精废液，每天处理废水3000m3，进水COD在3万～3.5万mg/L，COD去除率达到90%。河南天冠燃料乙醇有限公司是一家燃料乙醇生产企业，引进了IC厌氧反应器，经过一段时间的调试，使容积负荷达到了12kgCOD/m3˙d，COD的去除率达到了93%。