IC anaerobais reaktors ir ļoti efektīva trešās{0}}paaudzes anaerobās apstrādes tehnoloģija. Tās galvenais mērķis ir panākt lielu tilpuma slodzi, spēcīgu triecienizturību un stabilu notekūdeņu caur iekšējo cirkulācijas sistēmu. To plaši izmanto augstas-koncentrācijas organisko notekūdeņu attīrīšanai no tādām nozarēm kā alus, ciete, papīra ražošana un farmācija.
IC (Internal Circulation) anaerobais reaktors ir trešās{0}}paaudzes augstas-efektivitātes anaerobs reaktors, ko 80. gadu vidū izstrādāja Nīderlandes uzņēmums PAQUES, pamatojoties uz UASB. Tas apvieno divu UASB sērijas struktūru un pašvadītu iekšējās cirkulācijas mehānismu, ievērojami uzlabojot masas pārneses efektivitāti un organisko vielu atdalīšanas spēju, un tam ir izcilas priekšrocības rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanā.
Pamatprincipu pārskats
IC torņa darbība balstās uz "iekšējās cirkulācijas" mehānismu: notekūdeņi nokļūst apakšā un sajaucas ar granulētām dūņām, kur tie tiek degradēti pirmajā reakcijas kamerā, veidojot lielu daudzumu biogāzes; biogāze nogādā jaukto šķidrumu augšup pa stāvvadītāju uz augšējo gāzes{0}}šķidruma separatoru, kur gāze tiek izvadīta un šķidrums pa atgriešanas līniju atgriežas apakšā, veidojot nepārtrauktu iekšējo cirkulāciju. Šis process pastiprina masas pārnesi un uzlabo reakcijas efektivitāti.
IC reaktorā biogāzes ģenerēšana un atdalīšana notiek šādi:
Biogāzes ģenerēšana: reaktora pirmajā un otrajā reakcijas kamerā anaerobie mikroorganismi sadala organiskās vielas, lai iegūtu biogāzi (galvenokārt metānu un oglekļa dioksīdu) un reakcijas šķidrumu. Kad biogāze paceļas, tā paceļ sajaukto šķidrumu pirmajā reakcijas kamerā uz reaktora augšējo gāzes{1}}šķidruma separatoru.
Gāzes{0}}šķidruma atdalīšana: pēc ievadīšanas gāzes-šķidruma separatorā biogāze gāzes un šķidruma blīvuma atšķirības dēļ virzās uz augšu, savukārt reakcijas šķidrums plūst uz leju. Gāzes-šķidruma separators ir konstruēts ar gāzes savākšanas pārsegu un biogāzes izplūdes cauruli. Biogāze tiek atdalīta un caur gāzes savākšanas cauruli nonāk gāzes -šķidruma separatorā, un galu galā tiek izvadīta pa augšējo biogāzes izplūdes cauruli.
Šķidruma atgriešana: atdalītais reakcijas šķidrums izplūst no gāzes -šķidruma separatora apakšas un atkal-ieplūst reaktora apakšējā daļā, lai piedalītos turpmākajā anaerobās reakcijas procesā.
IC anaerobā reaktora parametru tabula
|
Parametra izmērs |
IC anaerobā reaktora tipiskās vērtības/īpašības |
Salīdzināšanas atsauce (piemēram, UASB) |
|
Skaļuma slodze |
15–30 kgĶSP/(m³·d), līdz 35–50 kgĶSP/(m³·d) pie lielām slodzēm |
UASB parasti ir 5–10 kgCOD/(m³·d) |
|
Hidrauliskās aiztures laiks (HAT) |
2-6 stundas (atkarībā no ūdens kvalitātes) |
UASB parasti prasa 10–24 stundas |
|
COD Izņemšanas ātrums |
75–80% vai vairāk (atkarībā no ieplūdes koncentrācijas) |
Nedaudz augstāks līdzīgos apstākļos, bet ar stabilāku darbību UASB |
|
Iekšējās cirkulācijas plūsma |
Ātrums 2–3 reizes lielāks par ieplūdi (zemai koncentrācijai), līdz 10–20 reizēm (augstai koncentrācijai) |
Nepieciešama ārējā sūkņa cirkulācija ar lielāku enerģijas patēriņu |
|
Augšupplūdes ātrums |
Līdz 16–20 reizēm vairāk nekā UASB |
Zemāks parastajā UASB |
|
Augstuma-līdz-diametra attiecība |
Parasti 4–8, ar augstumu līdz 20 m |
Parasti īsāks un platāks, aizņem vairāk vietas |
|
pH kontroles diapazons |
Influentam ieteicama 6,5–7,5 |
Novirze no šī diapazona ietekmē metanogēno baktēriju aktivitāti |
|
Darba temperatūra |
Apkārtējā temperatūrā (20–25 grādi) vai mezofilā (35–38 grādi) |
Mezofils ir galvenais režīms, jutīgs pret temperatūru |
|
Dūņu koncentrācija |
Īpaši augstas, galvenokārt granulētas dūņas, iekšējā cirkulācija veicina veidošanos |
Zemāka koncentrācija, nosliece uz zaudējumiem |
|
Grīdas platība |
Tikai 1/4–1/3 no UASB |
Aizņem vairāk vietas |
IC anaerobā reaktora pielietojuma scenāriji
Notekūdeņu attīrīšana alus un dzērienu rūpniecībā
IC anaerobais reaktors labi darbojas alus un dzērienu ražošanas notekūdeņu attīrīšanā. Tas var apstrādāt notekūdeņus, kas rodas no alus misēšanas un fermentācijas. Caur divām -pakāpju reakcijas kamerām tas noārda organiskās vielas, piemēram, cukurus un olbaltumvielas, panākot ĶSP noņemšanas ātrumu no 85% līdz 90%. Turklāt reģenerēto biogāzi var izmantot apkures katlu apkurei, samazinot enerģijas izmaksas.
Notekūdeņu attīrīšana cietes un piena pārstrādē
Cietes un piena pārstrādes rūpniecībā IC anaerobais reaktors var apstrādāt kukurūzas cietes ražošanas notekūdeņus un sūkalas (ar augstu laktozes un olbaltumvielu saturu). Atšķaidot augstas-koncentrācijas suspendētās cietās vielas (SS) caur iekšējo cirkulāciju, tas var novērst dūņu uzkrāšanos, un tā tilpuma slodze ir līdz 20–30 kg ĶSP/m³·d.
Notekūdeņu attīrīšana gaļas un augļu/dārzeņu pārstrādē
IC anaerobais reaktors ir piemērots arī gaļas kaušanas notekūdeņu attīrīšanai (satur taukus un asinis) un augļu/dārzeņu kodināšanu (ar augstu sāls saturu). Tas var efektīvi noārdīt sarežģītas organiskās vielas šajos notekūdeņos, uzlabojot attīrīšanas efektivitāti.
Notekūdeņu attīrīšana papīra ražošanā un celulozes rūpniecībā
Papīra ražošanas melnais atsārms un celulozes notekūdeņi satur lignīnu, celulozi un citas ugunsizturīgas vielas, un tradicionālajām attīrīšanas metodēm ir zema efektivitāte. IC anaerobais reaktors darbojas augstā temperatūrā (55–65 grādi), lai uzlabotu degradāciju, pēc apstrādes samazinot ĶSP līdz zem 500 mg/l. Attīrīto ūdeni var atkārtoti izmantot ražošanā.
Notekūdeņu attīrīšana ķīmiskajā rūpniecībā
IC anaerobais reaktors ir piemērots ķīmiskās rūpniecības organisko notekūdeņu, piemēram, spirta destilācijas atkritumu misas un citronskābes fermentācijas notekūdeņu, attīrīšanai. Šie notekūdeņi satur augstu organisko vielu koncentrāciju, un IC anaerobais reaktors var tos efektīvi noārdīt, ievērojot vides izplūdes standartus.
Notekūdeņu attīrīšana galvanizēšanā, krāsošanā un atkritumu poligonu infiltrācijā
Notekūdeņu un poligona izskalojuma galvanizācijai un krāsošanai IC anaerobajā reaktorā bieži tiek izmantots kombinētais IC + īssavienojuma-nitrifikācijas process, panākot slāpekļa atdalīšanas ātrumu virs 90%. Šis kombinētais process var efektīvi noņemt slāpekli un fosforu un citus piesārņotājus no notekūdeņiem, uzlabojot attīrīšanas efektivitāti.
IC anaerobā reaktora raksturojums
IC anaerobajā reaktorā ir augsta dūņu koncentrācija un liels mikroorganismu daudzums. Tam ir arī iekšējā cirkulācija, kas nodrošina labu masas pārnesi. Ieplūdes organiskās slodzes ātrums var būt pat trīs reizes lielāks. Parasti tilpuma iekraušanas ātrums ir no 10 līdz 18 kg ĶSP/m³/d, un dažiem zīmoliem tas var būt pat lielāks.
IC reaktora tilpuma slodzes ātrums ir aptuveni trīs reizes lielāks nekā parastajam UASB reaktoram, un tā tilpums ir aptuveni viena -ceturtā daļa no parastā reaktora tilpuma. Tāpēc tas aizņem mazāk vietas un ir ļoti piemērots rūpniecības un kalnrūpniecības uzņēmumiem ar ierobežotu zemes pieejamību.
IC reaktors var automātiski atšķaidīt ieplūstošo vielu caur iekšējo cirkulāciju, efektīvi saglabājot ieplūdes koncentrācijas stabilitāti pirmajā reakcijas kamerā.
Temperatūras ietekme uz anaerobo gremošanu galvenokārt ir saistīta ar tās ietekmi uz gremošanas ātrumu. Tā kā IC reaktorā ir liels mikroorganismu daudzums, temperatūras ietekme uz anaerobo gremošanu vairs nav izteikta vai smaga. Parasti anaerobo šķelšanu IC reaktorā var veikt normālā temperatūrā (20 līdz 25 grādi), samazinot fermentācijas temperatūras uzturēšanas grūtības un ietaupot enerģiju.
Reflukss parastajos anaerobos reaktoros tiek panākts ar ārēju spiedienu, savukārt IC reaktors izmanto tā radīto biogāzi kā pacelšanas spēku, lai panāktu jauktā šķidruma iekšējo cirkulāciju, novēršot vajadzību pēc sūkņa, lai piespiestu cirkulāciju un ietaupītu enerģijas patēriņu.
Populāri tagi: ic anaerobs reaktors, Ķīna ic anaerobo reaktoru ražotāji, piegādātāji, rūpnīca
