Reaktor beztlenowy IC to wysoce wydajna technologia oczyszczania beztlenowego-trzeciej generacji. Jego istotą jest osiągnięcie wysokiego obciążenia objętościowego, dużej odporności na wstrząsy i stabilnego ścieków poprzez wewnętrzny system cyrkulacji. Jest szeroko stosowany w oczyszczaniu ścieków organicznych o wysokim-stęeniu z takich gałęzi przemysłu, jak piwowarstwo, produkcja skrobi, papiernictwo i farmaceutyka.
Reaktor anaerobowy IC (z obiegiem wewnętrznym) to wysokowydajny reaktor beztlenowy-generacji-trzeciej generacji, opracowany przez holenderską firmę PAQUES w połowie-lat 80. XX wieku w oparciu o UASB. Łączy w sobie strukturę szeregową dwóch UASB i samonapędzający się mechanizm obiegu wewnętrznego, znacznie zwiększając wydajność przenoszenia masy i zdolność usuwania substancji organicznych, a także ma wyjątkowe zalety w oczyszczaniu ścieków przemysłowych.
Przegląd podstawowych zasad
Działanie wieży IC opiera się na mechanizmie „cyrkulacji wewnętrznej”: ścieki spływają na dno i mieszają się z osadem ziarnistym, gdzie w pierwszej komorze reakcyjnej ulegają rozkładowi, w wyniku czego powstaje duża ilość biogazu; biogaz przenosi zmieszaną ciecz pionem do górnego separatora-gazu, gdzie gaz jest odprowadzany, a ciecz powraca na dół przewodem powrotnym, tworząc ciągły obieg wewnętrzny. Proces ten intensyfikuje przenikanie masy i poprawia efektywność reakcji.
W reaktorze IC wytwarzanie i oddzielanie biogazu przebiega w następujący sposób:
Wytwarzanie biogazu: W pierwszej i drugiej komorze reakcyjnej reaktora mikroorganizmy beztlenowe rozkładają materię organiczną na biogaz (głównie metan i dwutlenek węgla) oraz ciecz reakcyjną. Gdy biogaz unosi się, unosi zmieszaną ciecz w pierwszej komorze reakcyjnej do górnego separatora gazu-cieczy reaktora.
Separacja gazu-cieczy: po wejściu do separatora gazu-cieczy biogaz, ze względu na różnicę gęstości pomiędzy gazem i cieczą, przemieszcza się w górę, podczas gdy ciecz reakcyjna spływa w dół. Separator gazu-cieczy jest wyposażony w okap zbierający gaz i rurę odprowadzającą biogaz. Biogaz jest oddzielany i wchodzi do separatora gazu-cieczy przez rurę zbiorczą gazu, a ostatecznie odprowadzany jest górną rurą odprowadzającą biogaz.
Powrót cieczy: Oddzielona ciecz reakcyjna wypływa z dna separatora gazu-cieczy i- ponownie wpływa do dolnej części reaktora, aby wziąć udział w późniejszym procesie reakcji beztlenowej.
Tabela parametrów reaktora beztlenowego IC
|
Parametr Wymiar |
Typowe wartości/charakterystyka reaktora beztlenowego IC |
Odniesienie porównawcze (np. UASB) |
|
Obciążenie objętościowe |
15–30 kgChZT/(m³·d), do 35–50 kgChZT/(m³·d)przy dużych obciążeniach |
UASB wynosi zazwyczaj 5–10 kgChZT/(m3·d) |
|
Czas retencji hydraulicznej (HRT) |
2–6 godzin (w zależności od jakości wody) |
UASB zwykle wymaga 10–24 godzin |
|
DORSZ Szybkość usuwania |
75–80% lub więcej (w zależności od stężenia dopływu) |
Nieco wyższy w podobnych warunkach, ale przy stabilniejszej pracy w UASB |
|
Wewnętrzny przepływ cyrkulacyjny |
Dawka 2–3 razy większa od napływu (dla niskich stężeń) do 10–20 razy (dla wysokich stężeń) |
Wymagany jest obieg pompy zewnętrznej, co wiąże się z większym zużyciem energii |
|
Prędkość przepływu w górę |
Do 16–20 razy więcej niż UASB |
Niższy w zwykłym UASB |
|
Stosunek wysokości-do-średnicy |
Zwykle 4–8, o wysokości do 20 m |
Zwykle krótsze i szersze, zajmujące więcej miejsca |
|
Zakres kontroli pH |
Zalecane 6,5–7,5 dla wpływów |
Odchylenie od tego zakresu wpływa na aktywność bakterii metanogennych |
|
Temperatura pracy |
W temperaturze otoczenia (20–25 stopni) lub mezofilu (35–38 stopni) |
Głównym trybem jest mezofil, wrażliwy na temperaturę |
|
Stężenie osadu |
Wewnętrzna cyrkulacja osadu, głównie ziarnistego, sprzyja jego tworzeniu |
Niższe stężenie, podatne na straty |
|
Powierzchnia piętra |
Tylko 1/4–1/3 UASB |
Zajmuje więcej miejsca |
Scenariusze zastosowań reaktora beztlenowego IC
Oczyszczanie ścieków w przemyśle piwowarskim i napojowym
Reaktor beztlenowy IC dobrze sprawdza się w oczyszczaniu ścieków z produkcji piwa i napojów. Może obsługiwać ścieki z zacierania i fermentacji piwa. W dwustopniowych komorach reakcyjnych rozkłada substancje organiczne, takie jak cukry i białka, osiągając stopień usuwania ChZT na poziomie 85–90%. Dodatkowo odzyskany biogaz można wykorzystać do ogrzewania kotła, co pozwala obniżyć koszty energii.
Oczyszczanie ścieków w przetwórstwie skrobi i nabiału
W przemyśle przetwórstwa skrobi i nabiału reaktor beztlenowy IC może obsługiwać ścieki z produkcji skrobi kukurydzianej i serwatki (bogatej w laktozę i białko). Rozcieńczając zawiesiny stałe (SS) o wysokim-stęeniu w obiegu wewnętrznym, można zapobiegać pęcznieniu osadu, a jego objętościowy wskaźnik ładowania wynosi do 20–30 kg ChZT/m³·d.
Oczyszczanie ścieków w przetwórstwie mięsnym i owocowo-warzywnym
Reaktor beztlenowy IC nadaje się również do oczyszczania ścieków z uboju mięsa (zawierających tłuszcz i krew) oraz marynowania owoców/warzyw (wysoka zawartość soli). Może skutecznie rozkładać złożone substancje organiczne w tych ściekach, poprawiając skuteczność oczyszczania.
Oczyszczanie ścieków w przemyśle papierniczym i celulozowym
Ług czarny i ścieki celulozowe z produkcji papieru zawierają ligninę, celulozę i inne substancje ogniotrwałe, a tradycyjne metody oczyszczania mają niską skuteczność. Reaktor beztlenowy IC działa w wysokich temperaturach (55–65 stopni), aby przyspieszyć degradację i zmniejszyć ChZT do poziomu poniżej 500 mg/l po obróbce. Oczyszczoną wodę można ponownie wykorzystać w produkcji.
Oczyszczanie ścieków w przemyśle chemicznym
Reaktor beztlenowy IC nadaje się do oczyszczania ścieków organicznych z przemysłu chemicznego, takich jak zacier odpadowy z destylacji alkoholu i ścieki z fermentacji kwasu cytrynowego. Ścieki te zawierają wysokie stężenia substancji organicznych, a reaktor beztlenowy IC może je skutecznie degradować, spełniając normy dotyczące zrzutów do środowiska.
Oczyszczanie ścieków z galwanizacji, barwienia i odcieków składowiskowych
Do galwanizacji i barwienia ścieków i odcieków ze składowisk w reaktorze beztlenowym IC często stosuje się kombinowany proces IC +-krótkotnącej nitryfikacji, osiągający stopień usuwania azotu przekraczający 90%. Ten połączony proces może skutecznie usunąć azot i fosfor oraz inne zanieczyszczenia ze ścieków, poprawiając skuteczność oczyszczania.
Charakterystyka reaktora beztlenowego IC
Reaktor beztlenowy IC charakteryzuje się wysokim stężeniem osadu i dużą ilością mikroorganizmów. Posiada również wewnętrzny obieg, który zapewnia dobre przenoszenie masy. Szybkość ładowania substancji organicznych dopływu może być nawet trzykrotnie większa. Ogólnie rzecz biorąc, objętościowy wskaźnik załadunku wynosi od 10 do 18 kg ChZT/m3/d, a w przypadku niektórych marek może być nawet wyższy.
Objętościowy współczynnik ładowania reaktora IC jest około trzykrotnie większy niż w przypadku konwencjonalnego reaktora UASB, a jego objętość stanowi w przybliżeniu-jedną czwartą objętości reaktora konwencjonalnego. Dlatego zajmuje mniej miejsca i doskonale nadaje się do przedsiębiorstw przemysłowych i górniczych o ograniczonej dostępności gruntów.
Reaktor IC może automatycznie rozcieńczać dopływ poprzez cyrkulację wewnętrzną, skutecznie utrzymując stabilność stężenia dopływu w pierwszej komorze reakcyjnej.
Wpływ temperatury na fermentację beztlenową polega głównie na jej wpływie na szybkość fermentacji. Ze względu na dużą ilość mikroorganizmów w reaktorze IC wpływ temperatury na fermentację beztlenową nie jest już wyraźny ani poważny. Ogólnie rzecz biorąc, fermentację beztlenową w reaktorze IC można prowadzić w normalnych temperaturach (20 do 25 stopni), co zmniejsza trudność utrzymania temperatury fermentacji i oszczędza energię.
Refluks w konwencjonalnych reaktorach beztlenowych osiąga się poprzez zwiększenie ciśnienia zewnętrznego, podczas gdy reaktor IC wykorzystuje wytwarzany biogaz jako siłę nośną, aby osiągnąć wewnętrzną cyrkulację zmieszanej cieczy, eliminując potrzebę wymuszania cyrkulacji przez pompę i oszczędzając zużycie energii.
Popularne Tagi: ic reaktor beztlenowy, Chiny producenci, dostawcy, fabryka ic reaktora beztlenowego, Zbiorniki beztlenowe, IC Reaktor Anaerobowy, Trójfazowy separator Uasb, Dystrybutor mundurów UAS, Wprowadzenie do reaktora beztlenowego UASB
