IC厭氧反應(yīng)器反應(yīng)階段包括水解階段 、 酸化階段 、產(chǎn)乙酸階 、 產(chǎn)甲烷階段等階段。
(1)水解階段:高分子有機(jī)物由于其大分子體積,不能直接通過(guò)厭氧菌的細(xì)胞壁,需要在微生物體外通過(guò)胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機(jī)物質(zhì)比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖,淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖,蛋白質(zhì)被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過(guò)細(xì)胞壁進(jìn)入到細(xì)胞的體內(nèi)進(jìn)行下一步的分解。
(2)酸化階段:上述的小分子有機(jī)物進(jìn)入到細(xì)胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡(jiǎn)單的化合物并被分配到細(xì)胞外,這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸(VFA),同時(shí)還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產(chǎn)物產(chǎn)生。
(3)產(chǎn)乙酸階段:在此階段,上一步的產(chǎn)物進(jìn)一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細(xì)胞物質(zhì)。
IC厭氧反應(yīng)器反應(yīng)階段
(4)產(chǎn)甲烷階段:在這一階段,乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)。這一階段也是整個(gè)厭氧過(guò)程重要的階段和整個(gè)厭氧反應(yīng)過(guò)程的限速階段。
再上述四個(gè)階段中,有人認(rèn)為第二個(gè)階段和第三個(gè)階段可以分為一個(gè)階段,在這兩個(gè)階段的反應(yīng)是在同一類細(xì)菌體類完成的。前三個(gè)階段的反應(yīng)速度很快,如果用莫諾方程來(lái)模擬前三個(gè)階段的反應(yīng)速率的話,Ks(半速率常數(shù))可以在50mg/l以下,μ可以達(dá)到5KgCOD/KgMLSS.d。而第四個(gè)反應(yīng)階段通常很慢,同時(shí)也是重要的反應(yīng)過(guò)程,在前面幾個(gè)階段中,廢水的中污染物質(zhì)只是形態(tài)上發(fā)生變化,COD幾乎沒(méi)有什么去除,只是在第四個(gè)階段中污染物質(zhì)變成甲烷等氣體,使廢水中COD大幅度下降。同時(shí)在第四個(gè)階段產(chǎn)生大量的堿度這與前三個(gè)階段產(chǎn)生的有機(jī)酸相平衡,維持廢水中的PH穩(wěn)定,保證反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行。
工作原理:
經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié) pH 和溫度的生產(chǎn)廢水入反應(yīng)器底部的混合區(qū),并與來(lái)自泥水下降管的內(nèi)循環(huán)泥水混合液充分混合后進(jìn)入顆粒污泥膨脹床區(qū)進(jìn)行 COD 生化降解,此處的 COD 容積負(fù)荷很高,大部分進(jìn)水 COD 在此處被降解,產(chǎn)生大量沼氣。沼氣由一級(jí)三相分離器收集。由于沼氣氣泡形成過(guò)程中對(duì)液體
做的膨脹功產(chǎn)生了氣提的作用,使得沼氣、污泥和水的混合物沿沼氣提升管上升至反應(yīng)器頂部的氣液分離器,沼氣在該處與泥水分離并被導(dǎo)出處理系統(tǒng)。泥水混合物則沿泥水下降管進(jìn)入反應(yīng)器底部的混合區(qū),并于進(jìn)水充分混合后進(jìn)入污泥膨脹床區(qū),形成所謂內(nèi)循環(huán)。根據(jù)不同的進(jìn)水COD負(fù)荷和反應(yīng)器的不同構(gòu)造,內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水流量的0.5-5倍。經(jīng)膨脹床處理后的廢水除一部分參與內(nèi)循環(huán)外,其余污水通過(guò)一級(jí)三相分離器后,進(jìn)入精處理區(qū)的顆粒污泥床區(qū)進(jìn)行剩余COD降解與產(chǎn)沼氣過(guò)程,提高和保證了出水水質(zhì)。由于大部分COD已經(jīng)被降解,所以精處理區(qū)的COD負(fù)荷較低,產(chǎn)氣量也較小。該處產(chǎn)生的沼氣由二級(jí)三相分離器收集,通過(guò)集氣管進(jìn)入氣液分離器并被導(dǎo)出處理系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)精處理區(qū)處理后的廢水經(jīng)二級(jí)三相分離器作用后,上清液經(jīng)出水區(qū)排走,顆粒污泥則返回精處理區(qū)污泥床。