IC厌氧罐基本原理、构造、操作要点

IC厌氧罐基本原理、构造、操作要点

IC 厌氧罐的全称是内循环厌氧反应器，是 20 世纪 80 年代由荷兰帕克（PAQUES）公司研发的高效厌氧生物处理设备。它凭借高容积负荷、低能耗、占地小、处理效率高的特点，广泛应用于高浓度有机废水处理领域，比如啤酒废水、食品加工废水、制药废水等。

一、核心工作原理

IC 厌氧罐的核心是内循环驱动 + 分级厌氧反应，通过沼气的自提升作用实现泥水混合液的循环，强化传质效率，同时将反应分为两个阶段，提升有机物降解率和稳定性。

1.内循环的形成机制:废水从反应器底部进入，与罐内的高活性颗粒污泥充分混合。有机污染物在颗粒污泥内的厌氧微生物作用下，依次发生水解酸化反应和产甲烷反应，产生大量沼气，其主要成分为甲烷和二氧化碳。沼气在上升过程中会裹挟泥水混合液向上流动，形成高速上升的气液固三相流，进入反应器顶部的一级三相分离器。一级三相分离器将沼气分离并导出，脱气后的泥水混合液密度增大，会通过下降管回流到反应器底部，形成内循环。这个过程无需额外动力，完全依靠沼气的提升力，循环比可达 20~50 倍。

2.分级厌氧反应流程:IC 厌氧罐内部可分为两个反应区，实现有机物的阶梯式降解。一是下部高负荷反应区，内循环带来的大量混合液和进水在此混合，有机负荷极高，大部分有机物在此被降解，占比约 80%~90%，同时产生大量沼气，为内循环提供动力。二是上部低负荷反应区，经过下部反应区处理的废水进入该区，剩余的有机物在此被进一步降解。该区的二级三相分离器会再次分离沼气和污泥，污泥沉降回流，处理后的废水从顶部出水堰排出。

二、整体构造

IC 厌氧罐为立式圆柱形结构，从下到上主要由进水布水系统、颗粒污泥床区、内循环系统、三相分离器系统、气室、沉淀区、出水系统等部分组成，各部件协同作用保障反应器稳定运行。

 

1.进水布水系统:该系统包括进水管和布水器，负责将废水均匀分配到反应器底部，保证废水与颗粒污泥充分接触，避免局部短流现象的发生。

2.颗粒污泥床区:这是反应器的核心反应区域，内部填充高活性颗粒污泥，是有机物降解和沼气产生的主要场所。

3.内循环系统:该系统由上升管和下降管组成，上升管主要功能是输送带气的泥水混合液，下降管则负责输送脱气后的混合液回流，以此形成稳定的内循环。

4.三相分离器系统:该系统是 IC 罐的关键部件，分为一级和二级三相分离器，核心作用是分离气、固、液三相，也就是沼气、污泥和废水。分离后沼气被导出利用，污泥沉降回流至反应区，废水则进入后续处理环节。

（1）气室：气室位于一级三相分离器上方，主要作用是暂时储存分离出的沼气，稳定沼气压力，便于后续的收集和输送。

（2）沉淀区：沉淀区位于二级三相分离器上方，可进一步沉降废水中的悬浮污泥，降低出水悬浮物浓度，提升出水水质。

（3）出水系统该系统包括出水堰和出水管，能够均匀收集处理后的废水，同时保证反应器内液位稳定。

三、关键操作要点

IC 厌氧罐的操作核心是控制进水条件、维持污泥活性、保证内循环稳定、防止系统酸化，具体操作要点如下：

1.启动阶段操作

（1）污泥接种：优先接种成熟的颗粒污泥，接种量一般为反应器有效容积的 1/3~1/2；若没有颗粒污泥，也可用厌氧消化污泥接种，但需要更长的驯化时间。

（2）污泥驯化：启动初期采用低负荷进水，容积负荷控制在 1~2 kgCOD/(m??d)，待反应器内挥发酸浓度稳定在 500 mg/L 以下、沼气产量逐步上升后，再逐步提升负荷，每次提升幅度不超过 50%，避免冲击负荷导致系统酸化。

2.运行参数控制

（1）进水水质控制：进水 COD 浓度宜控制在 5000~30000 mg/L，浓度过高时需进行稀释；严禁重金属、有毒有机物等抑制性物质进入，否则会破坏颗粒污泥活性，影响处理效果。

（2）温度控制：根据微生物类型选择适宜温度，中温条件下运行时处理效率最高，温度区间为 30~38℃，且温度波动不宜超过 ±2℃/d，否则会影响产甲烷菌活性。

（3）pH 与碱度控制：产甲烷菌适宜的 pH 范围为 6.5~7.5，需维持反应器内碱度在 2000~5000 mgCaCO?/L，可通过投加碳酸氢钠或石灰调节，防止挥发酸积累导致 pH 下降。

（4）容积负荷控制：稳定运行时容积负荷可达 10~30 kgCOD/(m??d)，具体负荷需根据废水性质调整，避免超负荷运行引发系统故障。

3.内循环与三相分离器维护

（1）内循环强度控制：内循环强度由沼气产量决定，若沼气产量不足，可适当提高进水负荷或降低反应器液位，增强循环效果；若循环过强导致污泥流失，可通过调节气室压力或出水堰高度控制。

（2）三相分离器防堵塞：定期检查三相分离器的缝隙和通道，防止污泥、浮渣堵塞，影响气固液分离效果；若出现堵塞，可通过反冲洗或人工清理疏通。

4.污泥管理

（1）防止污泥流失：正常运行时，二级三相分离器需保证污泥沉降回流，若出水悬浮物浓度过高，需检查三相分离器是否损坏或内循环强度是否过大。

（2）定期排泥与补泥：当反应器内污泥浓度过高，超过 60 g/L 时，需定期排出部分老化污泥；若污泥活性下降，需补充新鲜颗粒污泥，维持系统处理能力。

5.故障处理

（1）挥发酸积累：表现为 VFA 浓度超过 1000 mg/L、pH 下降，原因多为进水负荷过高或抑制性物质进入。处理措施为降低进水负荷、停止进水闷曝、投加碱度调节 pH。

（2）沼气产量下降：原因可能是污泥活性降低、进水浓度过低或温度波动过大。处理措施为排查抑制性物质、调整温度、补充营养物质，保证 BOD?:N:P=100:5:1。