IC厌氧反应器

IC厌氧反应器，即内循环式颗粒污泥反应器，作为改进型的 UASB 反应器，由于采用较大的高度-直径比和大的回流比，在高的上方速度和产气的搅动下，污水与颗粒污泥间的接触更充分，使N-IC内基质向颗粒污泥内部传递混合强度低的 UASB 反应器。颗粒污泥循环使反应器内生物相到*流化的状态，降低了能源消耗。
三相分离器是N-IC反应器特色和重要的装置。N-IC内设置了两层五级三相离器，它们同时具有以下功能：三相分离器是N-IC反应器特色和重要的装置。N-IC内设置了两层五级三相离器，它们同时具有以下功能：

1）能收集从分离器下的反应室产生的沼气，沼气系统排气压 3kPa～5kPa； 使得在分离器上的悬浮物沉淀下来。

2）能够适应N-IC反应器高的上升流速，不影响气、液、固分离效果。

3）将N-IC反应器隔成两个反应室，使得反应器的实际处理能力大大增高，抗冲击负荷增强，保持良好的运行稳定性能。布水系统是厌氧反应器的关键配置，它对于形成污泥与进水间充分的接触、利用反应器的污泥是重要的。布水系统兼有配水和水力搅动作用，为了这两个作用的实现，需要如下原则：

1）进水装置的设计使分配到各点的流量相同；

2）进水管不易堵塞；

3）尽可能使用污泥床水力搅拌的需要，使进水有机物与污泥快速混合，避免局部产生酸化现象。
N-IC反应器的构造特点是具有很大的高径比，一般可达2~5，反应器的高度一般为20-24m。从外观上看，N-IC反应器由厌氧反应室和厌氧反应室叠加而成，每个厌氧反应器的顶部各设一个气-固-液三相分离器，如同两个UASB反应器的上下重叠串联。

N-IC反应器的进水由反应器底部的布水系统分配进入膨胀床室，与厌氧颗粒污泥均匀混合，大部分有机物在这里被转化成沼气，产生的沼气被三相分离器收集。沼气将沿着上升管上升，沼气上升的同时把颗粒污泥膨胀床反应室的混合液增加至反应器顶部的气液分离器。被分离出的沼气从气液分离器的顶部的导管排走，分离出的泥水混合液将沿着下降管返回到膨胀床室的底部，并与底部的颗粒污泥和进水充分混合，实现了混合液的内部循环。内循环的结果使膨胀床室不只有很高的生物量，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到流化状态，有很高的传质速率，使生化反应速率增加，从而大大增加去除有机物能力。

N-IC反应器是由四个不同的功能部分组合而成：即混合区、膨胀床部分、精处理区和回流部分。

混合区：在反应器的底部，进入的污水与颗粒污泥及内部气体循环所带回的出水混合，对原水进行稀释和混合；

膨胀床部分：这一区域由包含高浓度颗粒污泥的膨胀床构成。反应产生的沼气和内循环回流引起较高的上升流速，使反应器内的颗粒污泥处于膨胀状态。颗粒污泥和污水之间的接触使得污泥具有高的活性，可以获得高的有机负荷和转化效率。

精处理区：这一区域的污泥负荷相对较低，水力停留时间相对较长和推流的流态相对平稳，而且沼气在精处理区产生的扰动小，使得生物可降解COD去除。虽然与UASB反应器条件相比，反应器总的负荷率较高，但因为内部循环体不经过精处理区，因此在精处理区的上升流速也较低，能保持固体停留。

回流系统：分外回流和内回流，内部的回流是根据气提原理，利用上层与下层的气室间存在的压力差。回流的比例由产气量（进水COD浓度）决定，是自调节的。外回流是通过外回流泵控制回流水量在反应器的底部进入系统内，从而在膨胀床部分产生附加扰动，这使得系统的启动过程加快。一般在调试初期或发生冲击时启动外回流，可增加反应器的抗冲击能力。

N-IC监控系统也是厌氧反应器的重要环节，它对N-IC的进水量、回流量、温度、沼气产量等进行监控。N-IC监控系统保持了系统稳定运行，避免反应器因水的波动受到冲击，造成长时间不能恢复正常运行，使整个运行管理简单、操作方便。
N-IC的特点：

1) 容积负荷率高，水力停留时间短

N-IC反应器生物量大（可到30-50g/L），污泥龄长。由于存在着内、外循环，传质效果好。处理高浓度有机污水，进水容积负荷率可达 15～30kgCOD/m3·d。

2) 抗冲击负荷强

在 N-IC反应器中，当 COD 负荷增加时，沼气的产生量随之增加，内循环的气提增大。处理高浓度污水时，循环流量可达进水流量的 10～20 倍，污水中高浓度和有害物质得到充分稀释，大大降低有害程度，从而增加了反应器的耐冲击负荷能力；当 COD 负荷较低时，沼气产量也低，从而形成较低的内循环流。因此，内循环实际为反应器起到了自动平衡COD 冲击负荷的作用。

3) 避免了固形物沉积

有一些污水中含有大量的悬浮物质，会在 UASB 等流速较慢的反应器内发生累积，将厌氧污泥逐渐置换，使厌氧反应器的运行效果恶化乃至失效。而在 N-IC反应器中，高的液体和气体上升流速，将悬浮物冲击出反应器。

4) 基建投资省和占地面积小

由于N-IC反应器的容积负荷率比普通的 UASB 反应器要高3～4 倍，则N-IC反应器的体积为普通UASB反应器的1/4～1/3 左右。而且有很大的高径比，所以，占地面积小，使用于占地面积紧张的厂家采用。并且，可降低反应器的基建投资。

5) 依靠沼气实现自身的内循环，减少能耗

厌氧流化床载体的膨胀和流化，是通过内循环回流泵加压实现。因此需要消耗一部分动力。而N-IC反应器正常运行时是以自身产生的沼气作为动力，实现混合液内循环，不启动回用水泵实现强制循环，从而减少能耗。

6) 减少药剂投量，降低运行费用

内外循环的液体量相当于厌氧出水的回流，对pH起缓冲作用，使反应器内的pH保持稳定。可减少进水的投碱量，从而降低运行费用。

7) 可以在程度上减少结垢。

对于一些含盐量较高的污水，如蛋白污水、淀粉污水等，由于污水中含有多量的钙盐、同时还具有氨氮和磷酸盐，所以在厌氧出水管路上容易形成钙盐沉积和磷酸铵镁（鸟粪石）沉淀，严重的会堵塞管路。由于 N-IC反应器采用的是内循环，沼气中的 CO2不像外循环一样可以从水中逸出，减少结垢。

8) 出水的稳定性好

N-IC反应器相当有上、下两个UASB反应器串联运行，下面一个UASB反应器具有很高的有机负荷率，起“粗”处理作用，上面一个UASB反应器的负荷较低，起“精”处理作用。多级处理工艺比单级处理的稳定性好，出水水质稳定。

9）颗粒污泥启动，可30天到满负荷生产。