（3）气液分离区：被提升的混合物中的沼气在此与泥 水分离并导出处理系统，泥水混合物则沿着回流管返回 到最下端的混合区，与反应器底部的污泥和进水充分混 合，实现了混合液的内部循环。
（4）第2厌氧区：经第1厌氧区处理后的废水，除一部 分被沼气提升外，其余的都通过三相分离器进入第2厌 氧区。该区污泥浓度较低，且废水中大部分有机物已在 第1厌氧区被降解，因此沼气产生量较少。沼气通过沼 气管导入气液分离区，对第2厌氧区的扰动很小，这为 污泥的停留提供了有利条件。 （5）沉淀区：第2厌氧区的泥水混合物在沉淀区进行固 液分离，上清液由出水管排走，沉淀的颗粒污泥返回第 2厌氧区污泥床。
4.5 内循环（IC）厌氧反应器
一、内循环（IC）厌氧反应器的由来 1、厌氧UASB反应器
升 流 式 厌 氧 污 泥 床 (UASB) 反 应 器 是 由 Lettinga 在 七十年代开发的。国际上荷兰的PAQUES（帕克）、荷 兰的BIOTHANE（百欧仕）和比利时的BIOTIM公司是 世界上主要三个UASB技术的厂家。仅这三家公司占国 际市场份额的 74%，这三家公司的技术主要是采用 UASB技术，这反映了UASB技术除其技术本身的特点 之外，其市场化的水平也是比较高的。
③ 颗粒污泥的形成利于其中的微生物对营养的吸收， 利于有机物降解； ④ 颗粒污泥使诸如乙酸菌和利用氢的细菌等的发酵菌 的中间产物的扩散距离大大缩短； ⑤ 在诸如pH和毒性物质等废水水质骤变时，颗粒污泥 性能维持在一个相对稳定的微环境中而代谢过程继续进 行。
（3）存在问题 反应器容积负荷定义：
NV
QS0 V
1）对于低浓度的有机废水（1.5-2.0 CODg/L）时，反
应器进水容积负荷控制在（5-8 kgCOD/(m3·d)），以免
水力负荷过大增加悬浮污泥颗粒流失；
2）对于高浓度的有机废水（5-9 CODg/L）时，反应器 进水容积负荷控制在（10-20 kgCOD/(m3·d)），以免产 气量、水力负荷过大增加悬浮污泥颗粒流失。
COD转化的碱度，对pH起缓冲作用，使反应器内pH保 持最佳状态，同时还可减少进水的投碱量。 （6）内部自动循环，不必外加动力
普通厌氧反应器的回流是通过外部加压实现的，而 IC反应器以自身产生的沼气作为提升的动力来实现混合 液内循环，不必设泵强制循环，节省了动力消耗。
（7）出水稳定性好 利用二级UASB串联分级厌氧处理，可以补偿厌氧
三、工艺技术优点 （1）容积负荷高
IC反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内循 环，传质效果好，进水有机负荷可超过普通厌氧反应器 的3倍以上。 （2）节省投资和占地面积
IC反应器容积负荷率高出普通UASB反应器3倍左 右，其体积相当于普通反应器的1/4~1/3左右，大大降 低了反应器的基建投资。而且IC反应器高径比很大（一 般为4~8），所以占地面积特别省，非常适合用地紧张 的工矿企业。
（3）抗冲击负荷能力强 处理低浓度废水（COD=2000~3000mg/L）时，反
应器内循环流量可达进水量的2~3倍；处理高浓度废水 （COD=10000~15000mg/L）时，内循环流量可达进水 量的10~20倍。大量的循环水和进水充分混合，使原水 中的有害物质得到充分稀释，大大降低了毒物对厌氧消 化过程的影响。
（4）抗低温能力强 温度对厌氧消化的影响主要是对消化速率的影响。
IC反应器由于含有大量的微生物，温度对厌氧消化的影 响变得不再显著和严重。通常IC反应器厌氧消化可在常 温条件（20~25 ℃）下进行，这样减少了消化保温的困 难，节省了能量。
（5）具有缓冲pH的能力 内循环流量相当于第1厌氧区的出水回流，可利用
过程中Ks高产生的不利影响。Van Lier在1994年证明， 反应器分级会降低出水VFA浓度，延长生物停留时间， 使反应进行稳定。 （8）启动周期短
悬浮污泥区
颗粒污泥区
沼 气
处理 水
污 泥
配 水 系 统
图19-12 升流式厌氧污泥床
开放式UASB反应器
（2）UASB颗粒污泥的形成与特征 1）污泥颗粒化的意义
在厌氧反应器中颗粒污泥的形成过程称之为污泥颗 粒化。 ① 使污泥具有良好的沉淀性，能在很高产气量和上向 流速下以较高浓度保留在反应器内，因此可以使之承 受更高的有机容积负荷和水力负荷； ② 细菌形成的污泥颗粒状聚集体是一个微生态的系统， 其中不同类型的微生物种群形成了共生或互生体系， 有利于形成微生物生长、生理生化的条件；
3、结论 （1）由下面第一个UASB反应器产生的沼气作为提升 的内动力，使升流管和回流管的混合液产生密度差，实 现下部混合液的内循环，使废水获得强化预处理。
上面的第二个UASB反应器对废水继续进行后处理 （或称精处理），使出水达到预期的处理要求。 （2）反应器通过2层三相分离器来实现SRT>HRT，获 得高污泥浓度；通过大量沼气和内循环的剧烈扰动，使 泥水充分接触，获得良好的传质效果。
二、内循环（IC）厌氧反应器的基本构造与原理 1、内循环（IC）厌氧反应器的基本构造
IC
内
IC 反 应 器 基 本 构 造 如 图
循
环 （
所示，它相似由2层
）
UASB反应器串联而成按
厌
氧
功能划分，反应器由下
反
应 器
而上共分为5个区：混合
的 基
区、第1厌氧区、第2厌
本
结
氧区、沉淀区和气液分
（1）混合区：反应器底部进水、颗粒污泥和气液分离 区回流的泥水混合物有效地在此区混合。 （2）第1厌氧区：混合区形成的泥水混合物进入该区， 在高浓度污泥作用下，大部分有机物转化为沼气。混合 液上升流和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈膨胀和 流化状态，加强了泥水表面接触，污泥由此而保持着高 的活性。
（1）UASB反应器的构造 UASB反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、
反应器的池体和三相分离器。如果考虑整个厌氧系统还 应该包括沼气收集和利用系统。在UASB反应器中最重 要的设备是三相分离器，这一设备安装在反应器的顶部 并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。
出水堰 三相分离器
水
污泥
沼气