IC-anaeroobne reaktor on ülitõhus kolmanda{0}}põlvkonna anaeroobse töötlemise tehnoloogia. Selle tuum seisneb suure mahulise koormuse, tugeva löögikindluse ja stabiilse heitvee saavutamises sisemise tsirkulatsioonisüsteemi kaudu. Seda kasutatakse laialdaselt sellistes tööstusharudes nagu õlu, tärklis, paberitootmine ja farmaatsiatööstuses tekkiva suure kontsentratsiooniga-orgaanilise reovee puhastamine.
IC (Internal Circulation) anaeroobne reaktor on kolmanda{0}}põlvkonna suure-tõhususega anaeroobne reaktor, mille töötas välja Hollandi ettevõte PAQUES 1980. aastate keskel, mis põhineb UASB-l. See ühendab kahe UASB seeriastruktuuri ja isejuhitava sisemise tsirkulatsioonimehhanismi, suurendades oluliselt massiülekande efektiivsust ja orgaanilise aine eemaldamise võimet ning sellel on silmapaistvad eelised tööstusliku reovee puhastamisel.
Põhiprintsiibi ülevaade
IC-torni töö põhineb "siseringluse" mehhanismil: reovesi siseneb põhja ja seguneb granuleeritud mudaga, kus see lagundatakse esimeses reaktsioonikambris suure koguse biogaasi tootmiseks; biogaas kannab segunenud vedeliku tõusutorust üles ülemisse gaasi{0}}vedelike separaatorisse, kus gaas väljastatakse ja vedelik naaseb tagasivoolutoru kaudu põhja, moodustades pideva sisemise tsirkulatsiooni. See protsess intensiivistab massiülekannet ja parandab reaktsiooni efektiivsust.
IC-reaktoris toimub biogaasi teke ja eraldamine järgmiselt:
Biogaasi tekitamine: Reaktori esimeses ja teises reaktsioonikambris lagundavad anaeroobsed mikroorganismid orgaanilist ainet biogaasi (peamiselt metaani ja süsihappegaasi) ja reaktsioonivedeliku tootmiseks. Kui biogaas tõuseb, tõstab see esimeses reaktsioonikambris segatud vedeliku reaktori ülemisse gaasi{1}}vedelikuseparaatorisse.
Gaasi-vedeliku eraldamine: pärast gaasi-vedelike separaatorisse sisenemist liigub biogaas gaasi ja vedeliku tiheduse erinevuse tõttu ülespoole, reaktsioonivedelik aga allapoole. Gaasi-vedelike separaatoril on gaasikogumiskapp ja biogaasi väljalasketoru. Biogaas eraldatakse ja siseneb gaasi -vedelike separaatorisse gaasikogumistoru kaudu ning lõpuks väljutatakse ülemise biogaasi väljalasketoru kaudu.
Vedeliku tagasipöördumine: eraldatud reaktsioonivedelik voolab gaasi{0}}vedelikuseparaatori põhjast välja ja siseneb uuesti reaktori alumisse ossa, et osaleda järgnevas anaeroobses reaktsiooniprotsessis.
IC anaeroobse reaktori parameetrite tabel
|
Parameetri mõõde |
IC anaeroobse reaktori tüüpilised väärtused/omadused |
Võrdlusviide (nt UASB) |
|
Helitugevuse koormus |
15–30 kg KHT/(m³·d), kuni 35–50 kg KHT/(m³·d) suurel koormusel |
UASB on üldiselt 5–10 kgCOD/(m³·d) |
|
Hüdrauliline retentsiooniaeg (HRT) |
2-6 tundi (olenevalt vee kvaliteedist) |
UASB nõuab tavaliselt 10–24 tundi |
|
COD Eemaldamise määr |
75–80% või rohkem (olenevalt sissevoolu kontsentratsioonist) |
Sarnastes tingimustes veidi kõrgem, kuid UASB-s stabiilsema tööga |
|
Sisemine tsirkulatsioonivoog |
2–3 korda suurem sissevool (madala kontsentratsiooni korral), kuni 10–20 korda (kõrgete kontsentratsioonide korral) |
Vaja on välist pumba tsirkulatsiooni, suurema energiatarbimisega |
|
Ülesvoolu kiirus |
Kuni 16–20 korda suurem kui UASB |
Tavalises UASB-s madalam |
|
Kõrguse-ja-diameetri suhe |
Üldjuhul 4–8, kõrgusega kuni 20m |
Tavaliselt lühem ja laiem, võttes rohkem ruumi |
|
pH reguleerimisvahemik |
Soovitatav 6,5–7,5 mõjuvatele |
Sellest vahemikust kõrvalekaldumine mõjutab metanogeensete bakterite aktiivsust |
|
Töötemperatuur |
Toatemperatuuril (20–25 kraadi) või mesofiilsel (35–38 kraadi) |
Mesofiilne on peamine režiim, tundlik temperatuuri suhtes |
|
Muda kontsentratsioon |
Ülikõrge, peamiselt granuleeritud muda, siseringlus soodustab teket |
Madalam kontsentratsioon, kalduvus kaduma |
|
Põrandapind |
Ainult 1/4–1/3 UASB-st |
Võtab rohkem ruumi |
IC anaeroobse reaktori rakendusstsenaariumid
Reoveepuhastus õlle- ja joogitööstuses
IC anaeroobne reaktor toimib hästi õlle ja jookide tootmise reovee puhastamisel. See saab hakkama õlle meskimise ja kääritamise reoveega. Kahe-etapilise reaktsioonikambri kaudu lagundab see orgaanilisi aineid, nagu suhkrud ja valgud, saavutades KHT eemaldamise määra 85–90%. Lisaks saab taaskasutatud biogaasi kasutada katelkütteks, vähendades sellega energiakulusid.
Reovee puhastamine tärklise ja piimatööstuses
Tärklise ja piimatöötlemise tööstuses suudab IC anaeroobne reaktor käidelda maisitärklise tootmise reovett ja vadakut (kõrge laktoosi- ja valgusisaldus). Kõrge -kontsentratsiooniga suspendeeritud tahkete ainete (SS) lahjendamine sisemise tsirkulatsiooni kaudu võib takistada muda kogunemist ja selle mahuline laadimiskiirus on kuni 20–30 kg KHT/m³·d.
Reovee puhastamine liha ja puu-/köögiviljade töötlemisel
IC anaeroobne reaktor sobib ka lihatapmisel tekkiva reovee puhastamiseks (sisaldab rasva ja verd) ning puu-/juurviljade marineerimisel (kõrge soolasisaldusega). See võib tõhusalt lagundada keerulisi orgaanilisi aineid nendes reovees, parandades puhastamise tõhusust.
Reoveepuhastus paberi- ja tselluloositööstuses
Paberitööstuse mustleelis ja paberimassi reovesi sisaldab ligniini, tselluloosi ja muid tulekindlaid aineid ning traditsioonilised puhastusmeetodid on madala efektiivsusega. IC anaeroobne reaktor töötab kõrgetel temperatuuridel (55–65 kraadi), et suurendada lagunemist, vähendades pärast töötlemist COD-i alla 500 mg/l. Töödeldud vett saab tootmises taaskasutada.
Reoveepuhastus keemiatööstuses
IC anaeroobne reaktor sobib keemiatööstuse orgaanilise reovee, näiteks alkoholi destilleerimisjäätmete meski ja sidrunhappe kääritamise reovee puhastamiseks. Need reoveed sisaldavad kõrges kontsentratsioonis orgaanilisi aineid ja IC anaeroobne reaktor suudab neid tõhusalt lagundada, järgides keskkonnaheite norme.
Reovee puhastamine galvaniseerimisel, värvimisel ja prügila nõrgveel
Reovee ja prügila nõrgvee galvaniseerimiseks ja värvimiseks kasutab IC anaeroobne reaktor sageli IC + lühi{1}}nitrifikatsiooni kombineeritud protsessi, saavutades lämmastiku eemaldamise määra üle 90%. See kombineeritud protsess võib tõhusalt eemaldada reoveest lämmastikku, fosforit ja muid saasteaineid, parandades puhastamise tõhusust.
IC anaeroobse reaktori omadused
IC anaeroobsel reaktoril on kõrge muda kontsentratsioon ja suur hulk mikroorganisme. Sellel on ka sisemine tsirkulatsioon, mis tagab hea massiülekande. Sissevoolu orgaaniline laadimismäär võib olla kuni kolm korda suurem. Üldjuhul on mahuline laadimismäär 10–18 kg KHT/m³/d ja mõne kaubamärgi puhul võib see olla isegi suurem.
IC-reaktori mahuline laadimiskiirus on umbes kolm korda suurem kui tavalisel UASB-reaktoril ja selle maht on ligikaudu üks -neljandik tavapärase reaktori mahust. Seetõttu võtab see vähem ruumi ja sobib suurepäraselt tööstus- ja kaevandusettevõtetele, kus maad on piiratud.
IC-reaktor võib sisemise tsirkulatsiooni kaudu automaatselt lahjendada sissevoolu, säilitades tõhusalt sissevoolu kontsentratsiooni stabiilsuse esimeses reaktsioonikambris.
Temperatuuri mõju anaeroobsele seedimisele seisneb peamiselt selle mõjus seedimiskiirusele. Kuna IC-reaktoris on palju mikroorganisme, ei ole temperatuuri mõju anaeroobsele kääritamisele enam silmatorkav ega tõsine. Üldiselt saab IC-reaktoris anaeroobset kääritamist läbi viia normaaltemperatuuridel (20–25 kraadi), mis vähendab käärimistemperatuuri säilitamise raskusi ja säästab energiat.
Refluks tavalistes anaeroobsetes reaktorites saavutatakse välise survestamise kaudu, samal ajal kui IC-reaktor kasutab enda tekitatavat biogaasi tõstejõuna, et saavutada segavedeliku sisemine tsirkulatsioon, välistades vajaduse pumba järele tsirkulatsiooni sundimiseks ja säästes energiatarbimist.
Kuum tags: ic anaeroobne reaktor, Hiina ic anaeroobsete reaktorite tootjad, tarnijad, tehas
