陆红;高用贵;高兴斋;任艳双;李成海;肖诚斌;宗海峰;徐璜;张林
【摘 要】文章介绍了内外循环厌氧反应器(IOC)的结构及工作原理,并举实例论述了IOC反应器的设计计算方法.
【年(卷),期】2016(034)004
【总页数】6页(P45-50)
【关键词】IOC厌氧反应器结构设计;IOC厌氧反应器结构计算
【作 者】陆红;高用贵;高兴斋;任艳双;李成海;肖诚斌;宗海峰;徐璜;张林
【作者单位】光大环保技术研究院(深圳)有限公司,广东深圳518000;光大环保技术装备(常州)有限公司,江苏常州213011;光大环保技术研究院(深圳)有限公司,广东深圳518000;光大环保技
术装备(常州)有限公司,江苏常州213011;光大环保技术研究院(深圳)有限公司,广东深圳518000;光大环保技术装备(常州)有限公司,江苏常州213011;光大环保技术研究院(深圳)有限公司,广东深圳518000;光大环保技术装备(常州)有限公司,江苏常州213011;光大环保技术研究院(深圳)有限公司,广东深圳518000;光大环保技术装备(常州)有限公司,江苏常州213011;光大环保技术研究院(深圳)有限公司,广东深圳518000;光大环保技术装备(常州)有限公司,江苏常州213011;光大环保技术研究院(深圳)有限公司,广东深圳518000;光大环保技术装备(常州)有限公司,江苏常州213011;光大环保技术研究院(深圳)有限公司,广东深圳518000;光大环保技术装备(常州)有限公司,江苏常州213011;光大环保技术研究院(深圳)有限公司,广东深圳518000;光大环保技术装备(常州)有限公司,江苏常州213011
【正文语种】中 文
【中图分类】S216.4
IOC(Inter & Outer Circulation内外循环)厌氧反应器(以下简称IOC反应器)是笔者单位近期研发成功，主要用于高浓度有机废水(尤其是渗滤液)处理的高效厌氧反应器，并已成功应用于多个垃圾焚烧发电项目的渗滤液处理工程中。
1.1 IOC反应器的基本结构介绍
1.1.1 整体结构
IOC反应器主要由底部配水系统、第一反应室、第一层三相分离器、第二反应室、第二层三相分离器、气水分离器、内循环系统、外循环系统、排泥系统、沼气系统等组成。渗滤液处理过程中，考虑调试期间或者进水量不足时沼气产量的制约，反应器内循环动力不足以维持罐内的上升流速，对IOC反应器增加外循环系统，保证了稳定的上升流速，并能维持良好的传质效率。此外，IOC反应器对布水系统、排泥系统、三相分离器做了优化设计。
1.1.2 布水系统
进水系统兼有配水和水力搅拌的功能，依据实际应用情况及CFD模拟成果本厌氧布水采用环形布水管网，管道开孔并安装带倾角的喷嘴，通过调节倾角角度，使进水形成旋流，提供污泥悬浮时间，改善布水效果。 1.1.3 三相分离器
此次研发的IOC反应器借鉴了IC反应器的技术特点，设置了上、下两层三相分离器，通过两层三相分离器将反应器内部分为上、下两个反应室，下部为第一反应室，第一反应室内污泥浓度高、上升流速快，是降解有机物、产生沼气的主要区域；上部为第二反应室，第二反应室内污泥浓度低、上升流速慢，在去除剩余有机物的同时，减少了出水带出的污泥量，提高了出水水质。在设置两层三相分离器的同时，通过CFD模拟计算，还对三相分离器的折流板的水平间距、竖直间距及张角等结构进行了改进，提高了其对气、水、污泥的分离效果。
1.1.4 内、外循环系统
IOC反应器在反应器顶部增设了气水分离装置，利用沼气提升过程中带出的大量水分回流至反应器底部，在不消耗能源的条件下提高了第一反应室的上升流速，既满足反应器上升流速高的要求，又最大限度地节约了能源。
外循环系统由外循环集水装置、外循环管路、外循环泵及外循环布水系统等组成。在第二反应室距离第二层三相分离器底部2 m左右的位置设置外循环集水装置，为使外循环取水均匀，沿圆周方向均布设置4个集水管，集水管的水汇至集水筒，由外循环管路送至外循环
泵的吸入口，通过泵进入反应器的底部的布水管网，实现外循环。
1.1.5 排泥系统
由于厌氧消化过程中微生物的不断增长，以及进水中不可降解悬浮固体的累积，必须在污泥床区定期排除剩余污泥，所以厌氧反应器的设计必须考虑剩余污泥的排除设施。笔者单位已运行的厌氧反应器大多采用单点排泥的方式，容易在反应器内形成污泥无法排出的死角，此次研发在反应器底部设置了污泥斗及污泥多点收集装置，可以确保底部的污泥能均匀排出。
1.1.6 沼气水封系统
在沼气输送管路上设置沼气水封装置，目的是减少沼气压力波动，稳定沼气压力，同时可将沼气中的水分进行吸收。沼气水封装置内的液位可通过液位控制阀门组来实现调节，多余的水分可自动排出，防止沼气憋压。
1.2 IOC反应器的工作原理介绍
污水进入厌氧反应器的底部进行均匀布水，与反应器底部污泥充分接触进行生物化学反应，降解有机污染物；反应后生成的沼气随进水、污泥一起沿反应器上升，经过第一层三相分离器时，大量沼气被收集，部分有机污泥也被拦下，重新返回到第一反应室；污水则继续上升进入第二反应室进行精处理，精处理后经第二层三相分离器分离后，同理，气、固、液被第二层三相分离器分离，出水进入下一个处理系统。被第一层三相分离器和第二层三相分离器分离的污泥分别返回到第一反应室和第二反应室；被第一层三相分离器分离和第二层三相分离器的沼气夹带着水汽沿着上升管进入气水分离器，经过气水分离后，沼气被引出反应器进行综合利用，被沼气带上的水汽则回流到反应器底部形成内循环以提高第一反应室的上升流速。反应过程中收集的沼气可以实现资源化利用，产生的剩余污泥则通过排泥系统排入污泥储池待处理。
2.1 工艺设计的原则
工艺设计原则遵循5点： 1)占地面积少； 2)动力能耗低； 3)容积负荷高； 4)沼气产气率高； 5)资源综合利用。
2.2 工艺设计计算
2.2.1 符号说明
工艺设计中符号V为反应器有效容积m3；Q为废水的设计流量，m3·d-1；Nv为容积负荷率，kgCOD·m-3d-1；C0为进水COD浓度，kg·m-3；Ce为出水的COD浓度，kg·m-3；A为反应器的底面积，m3；H为反应器的高度，m；HRT为反应器的水力停留时间。
2.2.2 设计说明
IOC反应器，由上下两个反应室组成。在处理高浓度有机废水，尤其是渗滤液处理过程中，其进水负荷可提高至5～10 kgCOD·m-3d-1。
设计参数
2.2.2.1 参数选取
设计参数选取如下：第一反应室的容积负荷NV1=6.8 kgCOD·m-3d-1，第二反应室的容积负荷NV2=2.4 kgCOD·m-3d-1；总容积负荷Nv=5 kgCOD·m-3d-1 ；污泥产率0.05 kgMLSS·kg-1COD；产气率0.40N m3·kg-1COD。
2.2.2.2 设计水质(以渗滤液水质为例)
ei硅钢片
设计水质详情见表1。
风速辅助2.2.2.3 设计水量
设计水量公式如下：
2.2.3 反应器所需容积及主要尺寸的确定
2.2.3.1 有效容积本设计采用进水负荷率法，按中温消化(35℃～37℃)、污泥为颗粒污泥等情况进行计算
式中：V为反应器有效容积，m3；Q为废水的设计流量，m3·d-1；Nv为容积负荷率，kgCOD·m-3d-1；C0为进水COD浓度，kg·m-3；Ce为出水COD浓度，kg·m-3。
IOC反应器的第一反应室去除总COD的80%左右，第二反应室去除总COD的20%。
第一反应室的有效容积：
第二反应室的有效容积：
所以： IOC反应器的总有效容积为V=1140+810=1950 m3。
2.2.3.2 IOC反应器几何尺寸
IOC反应器几何尺寸，设计的IOC反应器的高径比为1.9:
则，取11 m，H=1.9×10.7=20.3 m，有效高度取20.5 m，设计高度取22 m。
灵性锁每个IOC反应器总容积负荷：
=5 kgCOD·m-3d-1电商监测
IOC反应器的底面积:
t载体
，则：
第二反应室高 ：
，预留出水堰高度1.5 m，取10 m，
第一反应室的高度 ：
干油站2.2.3.3 IOC反应器的循环量及反应室内各部分上流速度
进水在反应器中的总停留时间为：
设第二反应室内液体升流速度为2 m·h-1，则需要循环泵的循环量为200 m3·h-1。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议