IC 反應器既能滯留污泥,又能強化傳質過程,它具有以下特點。
①實現了"高負荷與污泥流失相分離" IC 反應器由上、下兩個反應室所組成。下反應室為"高負荷區",水力負荷和產氣負荷都很大。污泥的膨脹率最大可以達到100%( H 反應室有充足的空向接納下反應室過分膨脹的污泥、避免了污泥的過量流失)。上反應室為"低負荷區",水力負荷和產氣負荷比下反應室小得多,有利于污泥的滯留,具有 SRT > HRT 的特征。故上反應室的結構與 UASB 類似。 IC 反應器通過上、下兩個動力學過程不同的反應室的設置,實現了"高負荷與污泥流失相分離",既保持了污泥的高濃度,又強化了傳質過程,故有機負荷很高。
②具有一個無外加動力的內循環系統 IC 反應器的上、下兩個反應室是由中部一集氣罩分隔而成。集氣罩頂部設有沼氣提升管(上行循環管),它直通 IC 反應器頂部的氣液分離器。氣液分離器底部設有一個回流管(下行循環管),直通下反應室底部。集氣罩、氣液分離器和上行與下行循環管構成了 IC 反應器的"心臟"與"循環統"。驅動發酵液循環無須外加動力,而是有賴于反應器本身所產生的沼氣。當沼氣進入上行循環管后,管內發酵液與管外發酵液會形成密度差,正是這一密度差驅動著發酵液的內循環。有研究表明:發酵液的循環量不僅與沼氣的產量有關,而且與循環管的直徑和高度有關。
③抗水力沖擊負荷,強化傳質過程下反應室是消化有機物的主要場所,故產氣負荷較大。所產沼氣經集氣罩收集后,沿著提升管上升,同時將發酵液提升至氣液分離器,分離出沼氣后的發酵液借助于高水位的勢能,沿著回流管返回到下反應室。這一循環過程可使下反應室的水力負荷比進水時的水力負荷增加0.5~20倍。在較大產氣負荷和較大水力負荷的共同作用下,下反應室的污泥達到充分的流化狀態,從而有著良好的傳質過程,大大提高了厭氧消化速率和有機負荷。
上反應室是消化下反應室未完全消化的少量的有機物,沼氣產量不大。同時由于下反應室的沼氣是沿著提升管外逸,并未進入上反應室,故上反應室的產氣負荷較低。此外,發酵液的循環是發生在下反應室,對上反應室影響甚微,上反應室的水力負荷僅取決于進水時的水力負荷,故上反應室的水力負荷較低。較低的產氣負荷和較低的水力負荷有利于污泥的沉降和滯留。
④適合處理濃度較低和溫度較低的有機廢水常規反應器水力停留時間長,處理有機廢水需要較大的容積,處理低濃度有機廢水不經濟。 UASB 反應器處理低濃度有機廢水雖然優于常規反應器,但在低溫條件下,因消化速率下降,產氣量少,攪動作用小,傳質過程惡化,導致處理效率下降。
IC 反應器除具有有機負荷大,水力停留時間短的優點外,還具有反應器底面小,高程大的特點。在反應器容積相同的情況下,水力負荷與反應器的面積成反比,產氣負荷與反應器的高度成正比。 IC 反應器的高度一般是 UASB 的2~5倍。所以,在同樣的條件下, IC 反應器的水力負荷和產氣負荷也是 UASB 的2~5倍,傳質過程無疑比 UASB 好得多。因此只有 IC 反應器更適合于處理 COD 濃度較低和溫度較低的有機廢水。
⑤抗沖擊負荷能力強,運行穩定性好內循環的形成使得 IC 反應器第一反應區的實際水量遠大于進口水量,例如在處理與啤酒廢水濃度相當的廢水時循環流量可達進水流量的2~3倍;處理土豆加工廢水時,循環流量可達10~20倍。循環水稀釋了進水,提高了反應器的抗沖擊能力和酸堿調節能力。甚至于即使入水中含有一定濃度的有毒物質或阻抑性物質,由于內循環水的稀釋作用,其對反應器內的生化反應所構成的威脅也將大大減弱。由于內循環水對進水所起到的 pH 值調節的能力,從而大大節約了反應器運行過程中中和劑酸堿的用量。加之有第二反應區繼續處理,通常運行相當穩定。
⑥基建投資省,占地面積小在處理相同的廢水時, IC 厭氧反應器的容積負荷是普通 UASB 的4倍左右,故其所需的反應體積僅為 UASB 的1/4~1/3,節省了基建投資,加上 IC 厭氧反應器不僅體積小而且有很大的高徑比,所以占地面積特別省,非常適用于占地面積緊張的企業。