高效厭氧反應器工作原理

高效厭氧反應器基本構造由相似2層UASB反應器串聯而成。按功能劃分，反應器由下而上共分為5個區：混合區、第1厭氧區、第2厭氧區、沉澱區和氣液分離區。

混合區：反應器底部進水、顆粒汙泥和氣液分離區迴流的泥水混合物有效地在此區混合。

第1厭氧區：混合區形成的泥水混合物進入該區，在高濃度汙泥作用下，大部分有機物轉化為沼氣。混合液上升流和沼氣的劇烈擾動使該反應區內汙泥呈膨脹和流化狀態，加強了泥水錶面接觸，汙泥由此而保持著高的活性。隨著沼氣產量的增多，一部分泥水混合物被沼氣提升至頂部的氣液分離區。

氣液分離區：被提升的混合物中的沼氣在此與泥水分離並導出處理系統，泥水混合物則沿著迴流管返回到最下端的混合區，與反應器底部的汙泥和進水充分混合，實現了混合液的內部循環。

第2厭氧區：經第1厭氧區處理後的廢水，除一部分被沼氣提升外，其餘的都通過三相分離器進入第2厭氧區。該區汙泥濃度較低，且廢水中大部分有機物已在第1厭氧區被降解，因此沼氣產生量較少。沼氣通過沼氣管導入氣液分離區，對第2厭氧區的擾動很小，這為汙泥的停留提供了有利條件。

沉澱區：第2厭氧區的泥水混合物在沉澱區進行固液分離，上清液由出水管排走，沉澱的顆粒汙泥返回第2厭氧區汙泥床。

從高效厭氧反應器工作原理中可見，反應器通過2層三相分離器來實現SRT>HRT，獲得高汙泥濃度；通過大量沼氣和內循環的劇烈擾動，使泥水充分接觸，獲得良好的傳質效果。

2. IC工藝技術優點

高效厭氧反應器的構造及其工作原理決定了其在控制厭氧處理影響因素方面比其它反應器更具有優勢。

（1）容積負荷高：高效厭氧反應器內汙泥濃度高，微生物量大，且存在內循環，傳質效果好，進水有機負荷可超過普通厭氧反應器的3倍以上。

（2）節省投資和佔地面積：高效厭氧反應器容積負荷率高出普通UASB反應器3倍左右，其體積相當於普通反應器的1/4～1/3左右，大大降低了反應器的基建投資[5]。而且高效厭氧反應器高徑比很大（一般為4～8），所以佔地面積特別省，非常適合用地緊張的工礦企業。

（3）抗衝擊負荷能力強：處理低濃度廢水（COD=2000～3000mg/L）時，反應器內循環流量可達進水量的2～3倍；處理高濃度廢水（COD=10000~15000mg/L）時，內循環流量可達進水量的10～20倍。大量的循環水和進水充分混合，使原水中的有害物質得到充分稀釋，大大降低了毒物對厭氧消化過程的影響。

（4）抗低溫能力強：溫度對厭氧消化的影響主要是對消化速率的影響。高效厭氧反應器由於含有大量的微生物，溫度對厭氧消化的影響變得不再顯著和嚴重。通常高效厭氧反應器厭氧消化可在常溫條件（20～25 ℃）下進行，這樣減少了消化保溫的困難，節省了能量。

（5）具有緩衝pH的能力：內循環流量相當於第1厭氧區的出水迴流，可利用COD轉化的鹼度，對pH起緩衝作用，使反應器內pH保持最佳狀態，同時還可減少進水的投鹼量。

（6）內部自動循環，不必外加動力：普通厭氧反應器的迴流是通過外部加壓實現的，而高效厭氧反應器以自身產生的沼氣作為提升的動力來實現混合液內循環，不必設泵強制循環，節省了動力消耗。

（7）出水穩定性好：利用二級UASB串聯分級厭氧處理，可以補償厭氧過程中K s高產生的不利影響。（8）啟動週期短：高效厭氧反應器內汙泥活性高，生物增殖快，為反應器快速啟動提供有利條件。高效厭氧反應器啟動週期一般為1～2個月，而普通UASB啟動週期長達4～6個月。

（9）沼氣利用價值高：反應器產生的生物氣純度高，CH4為70％～80％，CO2為20％～30％，其它有機物為1％～5％，可作為燃料加以利用。

3.主要應用領域

高效厭氧反應器主要應用於釀酒、澱粉加工、生物製藥、有機化工、畜禽養殖、造紙等中高有機物濃度廢水處理。