1)能收集從分離器下的反應(yīng)室產(chǎn)生的沼氣,沼氣系統(tǒng)排氣壓 3kPa~5kPa; 使得在分離器上的懸浮物沉淀下來。
2)能夠適應(yīng)N-IC反應(yīng)器高的上升流速,不影響氣、液、固分離效果。
3)將N-IC反應(yīng)器隔成兩個(gè)反應(yīng)室,使得反應(yīng)器的實(shí)際處理能力大大增高,抗沖擊負(fù)荷增強(qiáng),保持良好的運(yùn)行穩(wěn)定性能。布水系統(tǒng)是厭氧反應(yīng)器的關(guān)鍵配置,它對(duì)于形成污泥與進(jìn)水間充分的接觸、利用反應(yīng)器的污泥是重要的。布水系統(tǒng)兼有配水和水力攪動(dòng)作用,為了這兩個(gè)作用的實(shí)現(xiàn),需要如下原則:
1)進(jìn)水裝置的設(shè)計(jì)使分配到各點(diǎn)的流量相同;
2)進(jìn)水管不易堵塞;
3)盡可能使用污泥床水力攪拌的需要,使進(jìn)水有機(jī)物與污泥快速混合,避免局部產(chǎn)生酸化現(xiàn)象。
N-IC反應(yīng)器的構(gòu)造特點(diǎn)是具有很大的高徑比,一般可達(dá)2~5,反應(yīng)器的高度一般為20-24m。從外觀上看,N-IC反應(yīng)器由厭氧反應(yīng)室和厭氧反應(yīng)室疊加而成,每個(gè)厭氧反應(yīng)器的頂部各設(shè)一個(gè)氣-固-液三相分離器,如同兩個(gè)UASB反應(yīng)器的上下重疊串聯(lián)。
N-IC反應(yīng)器的進(jìn)水由反應(yīng)器底部的布水系統(tǒng)分配進(jìn)入膨脹床室,與厭氧顆粒污泥均勻混合,大部分有機(jī)物在這里被轉(zhuǎn)化成沼氣,產(chǎn)生的沼氣被三相分離器收集。沼氣將沿著上升管上升,沼氣上升的同時(shí)把顆粒污泥膨脹床反應(yīng)室的混合液增加至反應(yīng)器頂部的氣液分離器。被分離出的沼氣從氣液分離器的頂部的導(dǎo)管排走,分離出的泥水混合液將沿著下降管返回到膨脹床室的底部,并與底部的顆粒污泥和進(jìn)水充分混合,實(shí)現(xiàn)了混合液的內(nèi)部循環(huán)。內(nèi)循環(huán)的結(jié)果使膨脹床室不只有很高的生物量,很長的污泥齡,并具有很大的升流速度,使該室內(nèi)的顆粒污泥到流化狀態(tài),有很高的傳質(zhì)速率,使生化反應(yīng)速率增加,從而大大增加去除有機(jī)物能力。
N-IC反應(yīng)器是由四個(gè)不同的功能部分組合而成:即混合區(qū)、膨脹床部分、精處理區(qū)和回流部分。
混合區(qū):在反應(yīng)器的底部,進(jìn)入的污水與顆粒污泥及內(nèi)部氣體循環(huán)所帶回的出水混合,對(duì)原水進(jìn)行稀釋和混合;
膨脹床部分:這一區(qū)域由包含高濃度顆粒污泥的膨脹床構(gòu)成。反應(yīng)產(chǎn)生的沼氣和內(nèi)循環(huán)回流引起較高的上升流速,使反應(yīng)器內(nèi)的顆粒污泥處于膨脹狀態(tài)。顆粒污泥和污水之間的接觸使得污泥具有高的活性,可以獲得高的有機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)化效率。
精處理區(qū):這一區(qū)域的污泥負(fù)荷相對(duì)較低,水力停留時(shí)間相對(duì)較長和推流的流態(tài)相對(duì)平穩(wěn),而且沼氣在精處理區(qū)產(chǎn)生的擾動(dòng)小,使得生物可降解COD去除。雖然與UASB反應(yīng)器條件相比,反應(yīng)器總的負(fù)荷率較高,但因?yàn)閮?nèi)部循環(huán)體不經(jīng)過精處理區(qū),因此在精處理區(qū)的上升流速也較低,能保持固體停留。
回流系統(tǒng):分外回流和內(nèi)回流,內(nèi)部的回流是根據(jù)氣提原理,利用上層與下層的氣室間存在的壓力差?;亓鞯谋壤僧a(chǎn)氣量(進(jìn)水COD濃度)決定,是自調(diào)節(jié)的。外回流是通過外回流泵控制回流水量在反應(yīng)器的底部進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi),從而在膨脹床部分產(chǎn)生附加擾動(dòng),這使得系統(tǒng)的啟動(dòng)過程加快。一般在調(diào)試初期或發(fā)生沖擊時(shí)啟動(dòng)外回流,可增加反應(yīng)器的抗沖擊能力。
N-IC監(jiān)控系統(tǒng)也是厭氧反應(yīng)器的重要環(huán)節(jié),它對(duì)N-IC的進(jìn)水量、回流量、溫度、沼氣產(chǎn)量等進(jìn)行監(jiān)控。N-IC監(jiān)控系統(tǒng)保持了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,避免反應(yīng)器因水的波動(dòng)受到?jīng)_擊,造成長時(shí)間不能恢復(fù)正常運(yùn)行,使整個(gè)運(yùn)行管理簡單、操作方便。
N-IC的特點(diǎn):
1) 容積負(fù)荷率高,水力停留時(shí)間短
N-IC反應(yīng)器生物量大(可到30-50g/L),污泥齡長。由于存在著內(nèi)、外循環(huán),傳質(zhì)效果好。處理高濃度有機(jī)污水,進(jìn)水容積負(fù)荷率可達(dá) 15~30kgCOD/m3·d。
2) 抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)
在 N-IC反應(yīng)器中,當(dāng) COD 負(fù)荷增加時(shí),沼氣的產(chǎn)生量隨之增加,內(nèi)循環(huán)的氣提增大。處理高濃度污水時(shí),循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水流量的 10~20 倍,污水中高濃度和有害物質(zhì)得到充分稀釋,大大降低有害程度,從而增加了反應(yīng)器的耐沖擊負(fù)荷能力;當(dāng) COD 負(fù)荷較低時(shí),沼氣產(chǎn)量也低,從而形成較低的內(nèi)循環(huán)流。因此,內(nèi)循環(huán)實(shí)際為反應(yīng)器起到了自動(dòng)平衡COD 沖擊負(fù)荷的作用。
3) 避免了固形物沉積
有一些污水中含有大量的懸浮物質(zhì),會(huì)在 UASB 等流速較慢的反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生累積,將厭氧污泥逐漸置換,使厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行效果惡化乃至失效。而在 N-IC反應(yīng)器中,高的液體和氣體上升流速,將懸浮物沖擊出反應(yīng)器。
4) 基建投資省和占地面積小
由于N-IC反應(yīng)器的容積負(fù)荷率比普通的 UASB 反應(yīng)器要高3~4 倍,則N-IC反應(yīng)器的體積為普通UASB反應(yīng)器的1/4~1/3 左右。而且有很大的高徑比,所以,占地面積小,使用于占地面積緊張的廠家采用。并且,可降低反應(yīng)器的基建投資。
5) 依靠沼氣實(shí)現(xiàn)自身的內(nèi)循環(huán),減少能耗
厭氧流化床載體的膨脹和流化,是通過內(nèi)循環(huán)回流泵加壓實(shí)現(xiàn)。因此需要消耗一部分動(dòng)力。而N-IC反應(yīng)器正常運(yùn)行時(shí)是以自身產(chǎn)生的沼氣作為動(dòng)力,實(shí)現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán),不啟動(dòng)回用水泵實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制循環(huán),從而減少能耗。
6) 減少藥劑投量,降低運(yùn)行費(fèi)用
內(nèi)外循環(huán)的液體量相當(dāng)于厭氧出水的回流,對(duì)pH起緩沖作用,使反應(yīng)器內(nèi)的pH保持穩(wěn)定??蓽p少進(jìn)水的投堿量,從而降低運(yùn)行費(fèi)用。
7) 可以在程度上減少結(jié)垢。
對(duì)于一些含鹽量較高的污水,如蛋白污水、淀粉污水等,由于污水中含有多量的鈣鹽、同時(shí)還具有氨氮和磷酸鹽,所以在厭氧出水管路上容易形成鈣鹽沉積和磷酸銨鎂(鳥糞石)沉淀,嚴(yán)重的會(huì)堵塞管路。由于 N-IC反應(yīng)器采用的是內(nèi)循環(huán),沼氣中的 CO2不像外循環(huán)一樣可以從水中逸出,減少結(jié)垢。
8) 出水的穩(wěn)定性好
N-IC反應(yīng)器相當(dāng)有上、下兩個(gè)UASB反應(yīng)器串聯(lián)運(yùn)行,下面一個(gè)UASB反應(yīng)器具有很高的有機(jī)負(fù)荷率,起“粗”處理作用,上面一個(gè)UASB反應(yīng)器的負(fù)荷較低,起“精”處理作用。多級(jí)處理工藝比單級(jí)處理的穩(wěn)定性好,出水水質(zhì)穩(wěn)定。
9)顆粒污泥啟動(dòng),可30天到滿負(fù)荷生產(chǎn)。