在厌氧消化反应过程中参与反应的厌氧微生物主要有以下几种：

　　① 解—发酵(酸化)细菌，它们将复杂结构的底物水解发酵成各种有机酸，乙醇，糖类，氢和二氧化碳；

　　② 乙酸化细菌，它们将第一步水解发酵的产物转化为氢、乙酸和二氧化碳；

　　③ 产甲烷菌，它们将简单的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氢等转化为甲烷 。

　　基本要求有:

　　(1)为污泥絮凝提供有利的物理、化学和力学条件，使厌氧污泥获得并保持良好的沉淀性能;

　　(2)良好的污泥床常可形成一种相当稳定的生物相，保持特定的微生态环境，能抵抗较强的扰动力，较大的絮体具有良好的沉淀性能，从而提高设备内的污泥浓度;

　　(3)通过在污泥床设备内设置一个沉淀区，使污泥细颗粒在沉淀区的污泥层内进一步絮凝和沉淀，然后回流入污泥床内。

　　实践表明，一个成功的反应器必须是：①具备良好的截留污泥的性能，以保证拥有足够的生物量；②生物污泥能够与进水基质充分混合接触，以保证微生物能 够充分利用其活性降解水中的基质。同时，研究人员基于对各类化合物厌氧降解机理研究的进展，从厌氧底物降解途径和动力学两方面入手，分析提高和保持反应器 内微生物活性的可能措施，并与反应器的设计相结合，全面提高反应器的性能。

　　厌氧过程实质是一系列复杂的生化反应，其中的底物、各类中间产物、zui终产物以及各种群的微生物之间相互作用，形成一个复杂的微生态系统，类似于宏观 生态中的食物链关系，各类微生物间通过营养底物和代谢产物形成共生关系(symbiotic)或共营养关系(symtrophic)。因此，反应器作为提 供微生物生长繁殖的微型生态系统，各类微生物的平稳生长、物质和

　　IC反应器从功能上讲由四个不同的功能部分组成：

　　1、混合区：由反应器的底部进入的污水与颗粒污泥和内部气体循环所带回的出水有效地混合，使进水得到有效地稀释和均化。

　　2、污泥膨胀床部分：由包含高浓度的颗粒污泥膨胀床所构成。床的膨胀或流化是由于进水的上升流速、回流和产生的沼气所造成。废水和污泥之间有效地接触使得污泥具有高的活性，可获得高的有机负荷和转化效率。

　　3、精处理部分：在这一区域内，由于低的污泥负荷率，相对长的水力停留时间和推流的流态特性，产生了有效的后处理。另外由于沼气产生的扰动在精处理部分较低，使得生物可降解COD几乎全部去除。虽然与UASB反应器条件相比，反应器的负荷率较高，但因内部循环流体不经过这一区域，因此在精处理区的上升流速也较低，这两点为固体停留提供了条件。

　　4、回流系统：内部的回流是利用气提原理，因为在上部和下层的气室间存在着压力差。回流的比例是由产其量所决定的。

　　由IC反应器构造原理进水

　　（1）用泵由反应器底部进入第一反应室，与该室内的厌氧颗粒污泥均匀混合。废水中的大部分有机物在这里被转化为沼气，所产生的沼气被第一厌氧反应室的集气罩

　　（2）收集，沼气将沿着提升管

　　（3）上升。沼气上升的同时，把第一反应室的混合液提升至设在反应器顶部上的气液分离器

　　（4）被分离出的沼气由气液分离器顶部的沼气排气管

　　（5）排走。分离出的泥水混合液将沿着回流管

　　（6）回到第一反应室的底部，并于底部的颗粒污泥进行充分混合，实现了第一反应室混合液的内部循环。

　　（7）收集，通过集气管

　　（8）进入气液分离器第二反应室的泥水混合液进入沉淀区

　　（9）进行固液分离，处理过的上清液由出水管

　　（10）排走，沉淀下来的污泥自动返回第二反应室。这样，废水就完成了在IC反应器内处理的全过程。

　　优点：

　　CSTR工艺可以处理高悬浮固体含量的原料，消化器内物料均匀分布，避免了分层状态，增加了物料和微生物接触的机会。利用机械搅拌系统，使得液面上的有机悬浮物循环到反应器的下部，逐渐完全反应，避免了反应器液面上的“结盖现象”。利用产生沼气发电余热对反应器外部的保温加热系统进行保温，大大提高了产气率和投资利用率，同时使得反应器一年四季均可正常工作。该工艺占地少、成本低，是目前世界上先进的厌氧反应器之一。

　　使用领域：应用于屠宰废水，牛、猪、鸡等养殖场中畜禽粪便的处理和沼气生产、发电工程；城市生活污泥等SS较多的高浓度有机废水处理工程

　　优质IC厌氧反应器设备操作基本流程

　　启动的要点

　　①启动一定要逐步进行，留有充裕的时间，并不能期望很短时间进入加料运行达到厌氧降解的目标 。因为启动实际上是使菌从休眠状态恢复，即活化的过程。启动中菌选择、驯化、增殖过程都在进行，原厌氧污泥中浓度较低的甲烷菌的增长速度相对于产酸菌要慢的多。因此，这时负荷一般不能高，时间不能短，每次进料要少，间隔时间要长。

　　②混合进液浓度一定要控制在较低水平，一般COD浓度为1000-5000mg/L，当超过5000mg/L，应进行出水循环和加水稀释至要求。

　　③若混合液中亚硫酸盐浓度大于200mg/L时，则亦应稀释至100mg/L以下才能进液。

　　④负荷增加操作方式：启动初期容积负荷可从0.2-0.5kgCOD/m3?d开始，当生物降解能力达到80%以上时，再逐步加大。若低负荷进料，厌氧过程仍不正常COD不能消化，则进料间断时间应延长24h或2-3d，检查消化降解的主要指标测量VFA浓度，启动阶段VFA应保持在3mmoL/L以下。

　　⑤当容积负荷走到2.0kgCOD/m3?d后，每次进料负荷可增大，但不超过20%，只有当进料增大，而VFA浓度且维持不变，或仍维持在﹤3mmoL/L水平时，进料量才能不断增大进液间隔才能不断减少。

　　 IC厌氧反应器是继UASB、EGSB之后的一种新型厌氧反应器。它通过上下两层集气罩把反应器分为上下两个室，两个室通过内循环装置组合在一起。

　　进入IC厌氧反器的有机物大部分在下反应室被消化，所产生的沼气被下层集气罩阻隔收集进入提升管，由于提升管内外液体存在密度差，促使发酵液不断被提升至气液分离器，分离沼气后又回流到下反应室，形成了发酵液的连续循环。

　　鉴于内循环发生在下反应室，故下反应室有较高的水力负荷，高水力负荷和高产气负荷使污泥与有机物充分混合，使污泥处于充分的膨胀状态，传质速率高，大大提高了厌氧消化速率和有机负荷。

　　上反应室是反应器的低负荷区，它只是消化下反应室少量来不及消化的有机物，沼气产量少。产气负荷低，内循环不进入上反应室，上反应室较低的产气负荷和较低的水力负荷有利于污泥的沉降和滞留，从而能维持反应器内较高的污泥浓度。

　　由于厌氧消化速率取决于污泥浓度和传质速率，影响传质的因素是产气负荷和水力负荷，它们一方面是强化传质的重要因素，又是造成污泥流失的根本原因，而IC厌氧应器由于有了内循环装置，改变了产气负荷与水力负荷的作用方向，在高负荷下能避免污泥的流失，在一定程度上实现了“高负荷与污泥流失相分离”，从而使IC厌氧反器具有比UASB、EGSB更高的有机负荷

　　鹤岗市优质IC厌氧反应器设备工艺性能

　　UASB反应器的详细设计

　　1) 反应器的体积和高度

　　采用水力停留时间进行设计时，体积(V)按公式(1)或(2)计算。选择反应器高度的原则是设计、运行和上综合考虑的结果。从设计、运行方面考虑：高度会影响上升流速，高流速增加系统扰动和污泥与进水之间的接触。但流速过高会引起污泥流失，为保持足够多的污泥，上升流速不能超过一定的限值，从而使反应器的高度受到限制；高度与CO2溶解度有关，反应器越高溶解的CO2浓度越高，因此，pH值越低。如pH值低于值，会危害系统的效率。

　　从经济上考虑: 土方工程随池深增加而增加，但占地面积则相反；考虑当地的气候和地形条件，一般将反应器建造在半地下减少建筑和保温费用。最经济的反应器高度(深度)一般是在4到6m之间，并且在大多数情况下这也是系统的运行范围。

　　2) 反应器的升流速度

　　对于UASB反应器还有其他的流速关系(图2)。对于日平均上升流速的推荐值见表3，应该注意对短时间(如2～6h)的高峰值是可以承受的(即暂时的高峰流量可以接收)。

　　表3 UASB和EGSB允许上升流速(平均日流量) Vr＝0.25~3.0m/h

　　3) 反应器的截面积和反应器的长、宽(或直径)

　　在确定反应器的容积和高度(H)之后，可确定反应器的截面积(A)。从而确定反应器的长和宽，在同样的面积下正方形池的周长比矩形池要小，矩形UASB需要更多的建筑材料。以表面积为600m2的反应器为例，30×20m的反应器与15m×40m的反应器周长相差10%，这意味着建筑费用要增加10%。但从布水均匀性考虑，矩形在长/宽比较大较为合适。从布水均匀性和经济性考虑，矩形池在长/宽比在2:1以下较为合适。长/宽比在4:1时费用增加十分显著。

　　圆形反应器在同样的面积下，其周长比正方形的少12%。但这一优点仅仅在采用单个池子时才成立。当建立两个或两个以上反应器时，矩形反应器可以采用共用壁。对于采用公共壁的矩形反应器，池型的长宽比对造价也有较大的影响。如果不考虑其他因素，这是一个在设计中需要优化的参数。