廢水的生物處理技術(shù)是水污染控制最主要的有效手段之一，廢水生物處理技術(shù)主要分為厭氧和好氧兩類。廢水的厭氧處理技術(shù)以其運(yùn)行成本低、節(jié)約能源、污泥易于處理等優(yōu)點(diǎn)，在廢水處理中正發(fā)揮著越來越大的作用。特別是近年來高效厭氧技術(shù)的飛速發(fā)展， 從厭氧技術(shù)代反應(yīng)器發(fā)展到uasb第二代反應(yīng)器一直到的第三代高效內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器，有機(jī)負(fù)荷從最初的1～3kg發(fā)展到幾十公斤， 進(jìn)水cod可達(dá)幾萬甚至十幾萬， 遠(yuǎn)高于好氧處理的承受負(fù)荷。高效厭氧反應(yīng)器特別適合于高濃度有機(jī)廢水的處理。
第三代高效厭氧反應(yīng)器的技術(shù)一直被國外所把持，國內(nèi)很多研究者也對生產(chǎn)性規(guī)模的高效厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)與運(yùn)行特性進(jìn)行了研究，但是穩(wěn)定運(yùn)行的平均有機(jī)負(fù)荷較低，與水平尚有較大差距，無法獲得大規(guī)模的生產(chǎn)性應(yīng)用。國外壟斷的高效厭氧技術(shù)處理效果雖然不錯(cuò)，但造價(jià)太高，不適合我國的國情，國內(nèi)多數(shù)企業(yè)難以接受。為盡快實(shí)現(xiàn)技術(shù)的國產(chǎn)化，我單位與多家科研院所合作，在總結(jié)前兩代厭氧技術(shù)的優(yōu)、缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，借鑒國外第三代厭氧反應(yīng)器的技術(shù)特性，不斷改進(jìn)、優(yōu)化、創(chuàng)新，成功研制出適合國情的“xyicm高效內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器”，打破了的壟斷，處理效果和國外產(chǎn)品處于同等水平。
xyicm高效內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器高度可達(dá)16m-30m，高徑比一般為3-6，由4個(gè)基本部分組成：混合布水區(qū)、反應(yīng)區(qū)1、反應(yīng)區(qū)2、內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)。
其中內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)是xyicm工藝的核心部分，由三相分離器、沼氣、提升管、氣液分離器和泥水下降管等組成。
進(jìn)液和混合-布水
廢水通過布水系統(tǒng)進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，布水系統(tǒng)使進(jìn)液與反應(yīng)器上部返回的循環(huán)水、底部污泥有效的混合，由此產(chǎn)生對進(jìn)液的稀釋和均質(zhì)作用為了進(jìn)水能夠均勻的進(jìn)入反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)1，布水系統(tǒng)采用了特別的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
反應(yīng)區(qū)1
廢水和顆粒污泥混合液在進(jìn)水與循環(huán)水的共同推動(dòng)下，迅速進(jìn)入反應(yīng)區(qū)1,廢水和污泥之間產(chǎn)生強(qiáng)烈而有效地接觸。在該反應(yīng)區(qū)內(nèi)，廢水中的絕大部分可生物降解的污染物被轉(zhuǎn)化為生物沼氣。
反應(yīng)區(qū)2
經(jīng)過反應(yīng)區(qū)1后，上升水流的主體部分繼續(xù)向上流入反應(yīng)區(qū)2，廢水中殘存的生物可降解cod被進(jìn)一步降解。由于反應(yīng)區(qū)2的污泥濃度通常較低，有相當(dāng)大的空間允許反應(yīng)區(qū)1產(chǎn)生的污泥膨脹進(jìn)入其中，這就防止了高峰負(fù)荷時(shí)污泥的流失。
內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)
在氣體提升器中，氣提原理使氣、水、泥混合物快速上升，氣體在反應(yīng)器頂部被分離之后，剩余泥水混合物經(jīng)過一個(gè)同心的管道向下流入反應(yīng)器底部，由此在反應(yīng)器內(nèi)形成循環(huán)流。內(nèi)循環(huán)不需要外加動(dòng)力， 而且這個(gè)循環(huán)流的流量隨著進(jìn)液cod的量的增大而自然增大。在高負(fù)荷條件下，產(chǎn)生更多的氣體，從而也產(chǎn)生更多的循環(huán)水量，導(dǎo)致更大程度的進(jìn)水的稀釋。從而具有高強(qiáng)度的耐沖擊負(fù)荷性。
xyicm厭氧反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)
xyicm厭氧反應(yīng)器的應(yīng)用克服了傳統(tǒng)厭氧技術(shù)的不足，并開拓了厭氧技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，逐步取代常規(guī)的厭氧技術(shù)，使厭氧處理技術(shù)的應(yīng)用日趨。xyicm與老式厭氧技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、xyicm容積負(fù)荷高：反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高，微生物量大，且存在內(nèi)循環(huán)，傳質(zhì)效果好，進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷可超過普通厭氧反應(yīng)器的3倍以上。
2、節(jié)省投資和占地面積：由于xyicm反應(yīng)器容積負(fù)荷高，處理同等廢水，其體積只相當(dāng)于普通反應(yīng)器體積的1/4～1/3左右，大大降低了反應(yīng)器的基建投資和占地面積。
3、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)：處理低濃度廢水（cod=2000～3000mg/l）時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)量可達(dá)進(jìn)水量的2～3倍，處理高濃度廢水（cod=10000-60000mg/l）時(shí)，內(nèi)循環(huán)量可達(dá)進(jìn)水量的10-30倍。大量的循環(huán)水和進(jìn)水充分混合，大大降低了有毒物質(zhì)對厭氧消化過程的影響。
4、適應(yīng)溫度能力強(qiáng)：xyicm反應(yīng)器由于含有大量的微生物，溫度對厭氧消化的影響變得不再顯著和嚴(yán)重。通常xyicm反應(yīng)器厭氧消化可在常溫（20-26℃）下進(jìn)行，節(jié)省了能量。
5、具有緩沖ph的能力：利用cod轉(zhuǎn)化的堿度，可對ph起緩沖作用，使反應(yīng)器內(nèi)ph保持狀態(tài)，同時(shí)還可減少進(jìn)水的投堿量。
6、啟動(dòng)周期短：反應(yīng)器內(nèi)污泥活性高，生物增殖快，為反應(yīng)器快速啟動(dòng)提供有利條件。
7、沼氣利用價(jià)值高：xyicm厭氧技術(shù)比老式厭氧技術(shù)產(chǎn)生的生物沼氣純度高，ch4含量為70～80%，作為能源可以更好的被利用。