1 引言廢水厭氧生物技術由於其巨大的處理能力和潛在的應用前景，一直是水處理技術研究的熱點。從傳統的厭氧接觸工藝發展到現今廣泛流行的UASB工藝，廢水厭氧處理技術已日趨成熟。隨著生產發展與資源、能耗、占地等因素間矛盾的進一步突出，現有的厭氧工藝又面臨著嚴峻的挑戰，尤其是如何處理生產發展帶來的大量高濃度有機廢水，使得研發技術經濟更優化的厭氧工藝非常必要[1]。內循環厭氧處理技術（以下簡稱IC厭氧技術）就是在這一背景下產生的高效處理技術，它是20世紀80年代中期由荷蘭PAQUES公司研發成功，並推入國際廢水處理工程市場，目前已成功應用於土豆加工、啤酒、食品和檸檬酸等廢水處理中[2]。實踐證明，該技術去除有機物的能力遠遠超過普通厭氧處理技術（如UASB），而且IC反應器容積小、投資少、占地省、運行穩定，是一種值得推廣的高效厭氧處理技術。以UASB工藝為代表的第2代厭氧反應器，依靠顆粒污泥的形成和三相分離器的作用，使污泥在反應器中滯留，實現瞭SRT>HRT，從而提高瞭反應器內污泥濃度，但是反應器的傳質過程並不理想。要改善傳質效果，最有效的方法就是提高表面水力負荷和表面產氣負荷[4]。然而高負荷產生的劇烈攪動又會使反應器內污泥處於完全膨脹狀態，使原本SRT>HRT向SRT=HRT方向轉變，污泥過量流失，處理效果變差。

3.1 IC反應器工作原理

IC反應器基本構造如圖1所示，它相似由2層UASB反應器串聯而成。按功能劃分，反應器由下而上共分為5個區：混合區、第1厭氧區、第2厭氧區、沉淀區和氣液分離區。第2厭氧區：經第1厭氧區處理後的廢水，除一部分被沼氣提升外，其餘的都通過三相分離器進入第2厭氧區。該區污泥濃度較低，且廢水中大部分有機物已在第1厭氧區被降解，因此沼氣產生量較少。沼氣通過沼氣管導入氣液分離區，對第2厭氧區的擾動很小，這為污泥的停留提供瞭有利條件。

沉淀區：第2厭氧區的泥水混合物在沉淀區進行固液分離，上清液由出水管排走，沉淀的顆粒污泥返回第2厭氧區污泥床。

（6）內部自動循環，不必外加動力：普通厭氧反應器的回流是通過外部加壓實現的，而IC反應器以自身產生的沼氣作為提升的動力來實現混合液內循環，不必設泵強制循環，節省瞭動力消耗。（8）啟動周期短：IC反應器內污泥活性高，生物增殖快，為反應器快速啟動提供有利條件。IC反應器啟動周期一般為1～2個月，而普通UASB啟動周期長達4～6個月[7]。

（9）沼氣利用價值高：反應器產生的生物氣純度高，CH4為70％～80％，CO2為20％～30％，其它有機物為1％～5％，可作為燃料加以利用[8]。IC處理技術從問世以來已成功應用於土豆加工、菊苣加工、啤酒、檸檬酸和造紙等廢水處理中。1985年荷蘭首次應用IC反應器處理土豆加工廢水，容積負荷（以COD計）高達35～50kg/(m3d)，停留時間4～6 h[9]；而處理同類廢水的UASB反應器容積負荷僅有10～15 kg/(m3d)，停留時間長達十幾到幾十個小時[3]。

在啤酒廢水處理工藝中，IC技術應用得較多，目前我國已有3傢啤酒廠引進瞭此工藝。從運行結果看，IC工藝容積負荷（以COD計）可達15～30 kg/(m3d)，停留時間2～4.2 h，COD去除率ηCOD>75％[9]；而UASB反應器容積負荷僅有4～7 kg/(m3d)，停留時間近10 h[3]。表1列出瞭IC反應器和UASB反應器處理典型廢水的對照結果，從表中數據可以看出，IC反應器在很大程度上解決瞭UASB的不足，大大提高瞭反應器單位容積的處理容量。

1400

5.5

水力停留時間（h）

2.1

30

容積負荷kg/(m3d)

246.810

（2）發酵細菌通過胞外酶作用將不溶性有機物水解成可溶性有機物，再將可溶性的大分子有機物轉化成脂肪酸和醇類等，該類細菌水解過程相當緩慢[13]。IC反應器較短的水力停留時間勢必影響不溶性有機物的去除效果。（3）在厭氧反應中，有機負荷、產氣量和處理程度三者之間存在著密切的聯系和平衡關系。一般較高的有機負荷可獲得較大的產氣量，但處理程度會降低[13]。因此，IC反應器的總體去除效率相比UASB反應器來講要低些。1 張忠波. IC反應器技術的發展. 環境污染與防治，2000，22（3）：39～41.

2 吳靜、陸正禹、胡紀萃，等. 新型高效內循環（IC）厭氧反應器. 中國給水排水，2001，17（1）：26～29.5 胡紀萃. 試論內循環厭氧反應器. 中國沼氣，1999，17（2）：3～6.7 吳允、張勇、劉紅閣. 啤酒生產廢水處理新技術——內循環反應器. 環境保護，1997，9：18～19.10 王江全.檸檬酸廢水處理工藝——IC厭氧反應器和好氧生化技術.江蘇環境科技，2000，13（2）：21～23.11 戚愷.IC反應器在造紙行業的應用.國際造紙，2000，20（3）：58～59.

12 Pereboom J. H. F. Size dletribution model for methanogenic granules from full scale UASB and IC reactors. Water Science and Technology.1994，30(12)：211~221 .