IC厭氧反應器

IC厭氧反應器，即內循環式顆粒污泥反應器，作為改進型的 UASB 反應器，由于采用較大的高度-直徑比和大的回流比，在高的上方速度和產氣的攪動下，污水與顆粒污泥間的接觸更充分，使N-IC內基質向顆粒污泥內部傳遞混合強度低的 UASB 反應器。顆粒污泥循環使反應器內生物相到完全流化的狀態，降低了能源消耗。
三相分離器是N-IC反應器特色和重要的裝置。N-IC內設置了兩層五級三相離器，它們同時具有以下功能：三相分離器是N-IC反應器特色和重要的裝置。N-IC內設置了兩層五級三相離器，它們同時具有以下功能：

1）能收集從分離器下的反應室產生的沼氣，沼氣系統排氣壓 3kPa～5kPa； 使得在分離器上的懸浮物沉淀下來。

2）能夠適應N-IC反應器高的上升流速，不影響氣、液、固分離效果。

3）將N-IC反應器隔成兩個反應室，使得反應器的實際處理能力大大增高，抗沖擊負荷增強，保持良好的運行穩定性能。布水系統是厭氧反應器的關鍵配置，它對于形成污泥與進水間充分的接觸、利用反應器的污泥是重要的。布水系統兼有配水和水力攪動作用，為了這兩個作用的實現，需要如下原則：

1）進水裝置的設計使分配到各點的流量相同；

2）進水管不易堵塞；

3）盡可能使用污泥床水力攪拌的需要，使進水有機物與污泥快速混合，避免局部產生酸化現象。
N-IC反應器的構造特點是具有很大的高徑比，一般可達2~5，反應器的高度一般為20-24m。從外觀上看，N-IC反應器由厭氧反應室和厭氧反應室疊加而成，每個厭氧反應器的頂部各設一個氣-固-液三相分離器，如同兩個UASB反應器的上下重疊串聯。

N-IC反應器的進水由反應器底部的布水系統分配進入膨脹床室，與厭氧顆粒污泥均勻混合，大部分有機物在這里被轉化成沼氣，產生的沼氣被三相分離器收集。沼氣將沿著上升管上升，沼氣上升的同時把顆粒污泥膨脹床反應室的混合液增加至反應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水充分混合，實現了混合液的內部循環。內循環的結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，使該室內的顆粒污泥到流化狀態，有很高的傳質速率，使生化反應速率增加，從而大大增加去除有機物能力。

N-IC反應器是由四個不同的功能部分組合而成：即混合區、膨脹床部分、精處理區和回流部分。

混合區：在反應器的底部，進入的污水與顆粒污泥及內部氣體循環所帶回的出水混合，對原水進行稀釋和混合；

膨脹床部分：這一區域由包含高濃度顆粒污泥的膨脹床構成。反應產生的沼氣和內循環回流引起較高的上升流速，使反應器內的顆粒污泥處于膨脹狀態。顆粒污泥和污水之間的接觸使得污泥具有高的活性，可以獲得高的有機負荷和轉化效率。

精處理區：這一區域的污泥負荷相對較低，水力停留時間相對較長和推流的流態相對平穩，而且沼氣在精處理區產生的擾動小，使得生物可降解COD去除。雖然與UASB反應器條件相比，反應器總的負荷率較高，但因為內部循環體不經過精處理區，因此在精處理區的上升流速也較低，能保持固體停留。

回流系統：分外回流和內回流，內部的回流是根據氣提原理，利用上層與下層的氣室間存在的壓力差?；亓鞯谋壤僧a氣量（進水COD濃度）決定，是自調節的。外回流是通過外回流泵控制回流水量在反應器的底部進入系統內，從而在膨脹床部分產生附加擾動，這使得系統的啟動過程加快。一般在調試初期或發生沖擊時啟動外回流，可增加反應器的抗沖擊能力。

N-IC監控系統也是厭氧反應器的重要環節，它對N-IC的進水量、回流量、溫度、沼氣產量等進行監控。N-IC監控系統保持了系統穩定運行，避免反應器因水的波動受到沖擊，造成長時間不能恢復正常運行，使整個運行管理簡單、操作方便。
N-IC的特點：

1) 容積負荷率高，水力停留時間短

N-IC反應器生物量大（可到30-50g/L），污泥齡長。由于存在著內、外循環，傳質效果好。處理高濃度有機污水，進水容積負荷率可達 15～30kgCOD/m3·d。

2) 抗沖擊負荷強

在 N-IC反應器中，當 COD 負荷增加時，沼氣的產生量隨之增加，內循環的氣提增大。處理高濃度污水時，循環流量可達進水流量的 10～20 倍，污水中高濃度和有害物質得到充分稀釋，大大降低有害程度，從而增加了反應器的耐沖擊負荷能力；當 COD 負荷較低時，沼氣產量也低，從而形成較低的內循環流。因此，內循環實際為反應器起到了自動平衡COD 沖擊負荷的作用。

3) 避免了固形物沉積

有一些污水中含有大量的懸浮物質，會在 UASB 等流速較慢的反應器內發生累積，將厭氧污泥逐漸置換，使厭氧反應器的運行效果惡化乃至失效。而在 N-IC反應器中，高的液體和氣體上升流速，將懸浮物沖擊出反應器。

4) 基建投資省和占地面積小

由于N-IC反應器的容積負荷率比普通的 UASB 反應器要高3～4 倍，則N-IC反應器的體積為普通UASB反應器的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，可降低反應器的基建投資。

5) 依靠沼氣實現自身的內循環，減少能耗

厭氧流化床載體的膨脹和流化，是通過內循環回流泵加壓實現。因此需要消耗一部分動力。而N-IC反應器正常運行時是以自身產生的沼氣作為動力，實現混合液內循環，不啟動回用水泵實現強制循環，從而減少能耗。

6) 減少藥劑投量，降低運行費用

內外循環的液體量相當于厭氧出水的回流，對pH起緩沖作用，使反應器內的pH保持穩定?？蓽p少進水的投堿量，從而降低運行費用。

7) 可以在程度上減少結垢。

對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，嚴重的會堵塞管路。由于 N-IC反應器采用的是內循環，沼氣中的 CO2不像外循環一樣可以從水中逸出，減少結垢。

8) 出水的穩定性好

N-IC反應器相當有上、下兩個UASB反應器串聯運行，下面一個UASB反應器具有很高的有機負荷率，起“粗”處理作用，上面一個UASB反應器的負荷較低，起“精”處理作用。多級處理工藝比單級處理的穩定性好，出水水質穩定。

9）顆粒污泥啟動，可30天到滿負荷生產。