厭氧內循環反應器的結構、應用與優化

戴若彬，陳小光，姬廣凱，Awad Abdelgad，向心怡，唐萌嫣，曾祥柳

（1東華大學環境科學與工程學院，國家環境保護紡織工業污染防治工程技術中心，上海 201620；2東華大學教務處，上海 201620）

厭氧內循環反應器的結構、應用與優化

戴若彬1，陳小光1，姬廣凱2，Awad Abdelgad1，向心怡1，唐萌嫣1，曾祥柳1

（1東華大學環境科學與工程學院，國家環境保護紡織工業污染防治工程技術中心，上海 201620；2東華大學教務處，上海 201620）

厭氧內循環（IC）反應器是第三代厭氧反應器的典型代表之一，具有容積效能高、節省能源、占地面積小、高徑比大等特點，近年來逐漸在我國高濃度有機廢水處理領域嶄露頭角。本文闡述了IC反應器的結構原理和水力特性，其結構相當于兩個升流式污泥床（UASB）反應器串聯，并具有內循環結構，水力特性包括升流速度和系統壓降兩個重要參數；概述了IC反應器的啟動，其啟動周期一般為3～6個月，增加污泥濃度可實現快速啟動；介紹了IC反應器的底物抑制特性，其表現出一定氨氮耐受性；綜述了該反應器的工程應用，論述了其在畜禽類高氨氮廢水的處理潛力，并提出了IC反應器結構與工藝的優化方向。

厭氧內循環反應器；結構原理；水力特性；工程應用；優化

廢水處理厭氧生物流化床反應器是一種集廢水處理技術、流態化技術與微生物技術于一體的高效厭氧生物處理裝置[1]。近年來厭氧反應器技術發展迅速，自從1974年Lettinga等[2]發明了升流式厭氧污泥床（UASB）為代表的第二代厭氧反應器以來，厭氧反應器開始廣泛運用于實際廢水處理。之后涌現了以厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）[3]和厭氧內循環反應器（IC）[4]為代表的第三代厭氧反應器，尤其是IC反應器將兩個UASB反應器串聯并設置了內循環系統，極大地改善了污泥持留能力，具有容積負荷高、水力停留時間（HRT）短、高徑比大、占地面積小、耐沖擊負荷能力強等特點，備受行業關注[5]。

盡管IC反應器早在20世紀80年代就已研發成功，1986年荷蘭帕克公司就將其投入生產，但直至今日，其核心技術仍未公開，保密極好（1994年才首次見到相關報道）[4]。近年來，國內外學者對其進行了相關研究。截至2013年12月，Sciencedirect英文檢索文獻只有寥寥10余篇，可見IC反應器的技術保密性極好。然而，國內對其的研究狀況卻大相徑庭，自1995年上海富仕達釀酒公司從荷蘭帕克公司引進我國第一套IC反應器技術以來[6]，國內逐漸出現了自主生產IC反應器的廠商，有關IC反應器的研究和應用也越來越多，截至2013年12月，有關IC反應器的CSCD中文文獻檢索約300余篇。鑒于此，本文對IC反應器的結構、應用和優化作一綜述。

1 IC反應器的結構特性

1.1 IC反應器的結構原理

IC反應器由第二代UASB厭氧反應器發展而來，可視為兩個UASB反應器串聯而成[7]，其結構如圖1。

IC反應器的特點之一是具有很大的高徑比，一般可達4～8[8]，而傳統的UASB反應器的高徑比一般為2～3[9]。IC反應器的基本框架（圖1）為兩個厭氧反應區，它的核心是由三相分離器、布水器、提升管、氣液分離室及回流管所構成的內循環系統。廢水從進水口進入經布水器均勻布水流至第一厭氧反應區，IC反應器較大的高徑比使其具有較大的上升流速，使顆粒污泥床處于流化狀態，此時固-液接觸充分，大部分污水中的有機物在此被厭氧消化產生沼氣，少部分有機物進入第二厭氧反應區繼續厭氧消化并產生沼氣。兩個厭氧反應區中所產生的沼氣分別被第一、第二三相分離器和收集，沼氣產生的升力可帶動氣液混合物進入提升管，到達氣液分離室后由于密度差產生氣液分離，沼氣從出氣口排出，此時液體密度增大，在密度差與重力的作用下經回流管回流至第一厭氧反應區，經布水器導流與進水混合繼續上升實現內循環。

圖1 厭氧內循環（IC）反應器結構

1.2 IC反應器的水力特性

IC反應器內的水力特性與傳統的UASB反應器截然不同。水力特性是影響基質濃度、產物濃度、反應溫度和物料停留時間的均一性的重要因素，它們是基質反應速率快慢的主要致因，較好的水力條件可有效提升反應器的抗負荷沖擊能力[10]。升流速度和系統壓降作為IC反應器兩個重要的水力特性，是反應器操作優化與設計優化的重要參考依據。

1.2.1 升流速度

本文所提出的升流速度特指IC反應器的提升管內混合液的上升速度。Habets等[5]提出第一提升管的升流速度一般到10～20m/h，而第二提升管的升流速度僅為2～10m/h，可以推斷第二厭氧反應區產沼氣速率約為第一厭氧反應區的1/4，且該區污泥量較少，使得該區的流態趨于穩定，再結合第二三相分離器的作用，可以有效防止污泥的流失，可見內循環的流速（升流速度）很大程度上控制著整個IC反應器運行的穩定性。另外，回流管內流速也與升流速度關系密切，較高的回流流速可增大第一厭氧反應區內混合液的湍流程度，進而一定程度上增強了反應器的固-液傳質效果，提升反應器容積負荷。可見，升流速度是IC反應器設計的重要參數之一。因此，Pereboom等[4]提出了IC反應器提升管液體升流速度ulr的表達式[見式（1），相關物理符號意義已在符號說明中給出，除特殊情況均不在正文內再作介紹，下同]。

胡紀萃[6]結合IC反應器的水力特性和邊界條件，對式（1）進行了修正，得到式（2）。

其中影響式（2）準確計算的一個重要因素是提升管底部阻力系數KB的值，參數KB一般通過生產性試驗確定。胡紀萃[6]對進水為易生物降解的有機廢水化學需氧量（COD）為6000mg/L、廢水量Q為540m3/d、水溫35℃的IC反應器進行了設計：進水設計容積負荷為20kgCOD/(m3·d)，COD去除率為85%，沼氣產率為0.5m3/(kgCOD)，反應器有效高度20.0m，直徑3.2m，升流管回流管管徑均為150mm，并且經試算得到εr=0.385，εd=0.01925，求得升流管提升速度ulr=1.148m/s，內循環流量Qlr=73m3/h。

1.2.2 系統壓降

系統壓降直接影響IC反應器的運行能耗。在IC反應器中內循環系統的能量消耗等于沼氣氣泡絕熱膨脹產生的能量[8]，即內循環進行所需能量完全由沼氣氣泡提供，因此內循環系統的阻力損失可不計算在系統壓降中。由于相比于局部壓降，以D1為直徑的管壁面沿程阻力所產生的壓降極小，可以忽略不計，因此系統壓降=床層壓降+局部壓降。由于進水速度的不同床層狀態可分為固定床與流化床，其壓降也不同。

（1）固定床 固定床狀態下產氣率較低，且大部分沼氣都被提升管收集，反應器中除提升管外的流體氣含率較低，可近似為液固兩相流動。為計算系統壓降，可將IC反應器物理模型概化（含主要尺寸）為圖2。圖2中右圖是一種布水器的物理概化模型，采用兩側切向進水，兩側均有6根支管，每3根支管出水端圍成一個小環形，與底部的錐體配合可實現均勻布水。

若假設向反應器中投加顆粒污泥占據整體反應器容積的50%，顆粒污泥平均直徑[11]dp=1.14mm，顆粒污泥密度ρf=1.052g/cm3，床層初始空隙率ε0=0.50。固定床狀態下污泥覆蓋至截面4-4，即流體通過床層縫隙流動，整體壓降ΔPf可視為由進水管與截面5-5至截面7-7的局部阻力損失和由底部至截面4-4的床層壓降相加而成，即如式（3）。

圖2 IC反應器概化物理模型（三相分離器組件簡化，內循環管路省略）

式中，ΔPf0- 0'為進水管的局部阻力導致的壓降，可近似視為12條150°彎頭管路局部阻力損失的疊加，表達式如式（4）。

式中，ζ0-0為進水管150°彎頭阻力系數，由R/d=1，查得ζ0-0=0.058[12]；ζ0-1為流道突然擴大的阻力系數，查得ζ0-1=0.5；ρl為流體密度，取0.993 g/cm3。

ΔPf0'-4為由底部至截面4-4的床層壓降，由于床層為固定床，其壓降模型滿足Ergun方程，見式（5）。

式中，μ為35℃下液體黏度，取72.25×

ΔPf5-7為截面5-5至截面7-7的壓降，包括流道突然縮小、流道逐漸擴大以及流道突然擴大的局部阻力所導致的壓降，截面7-7處為環形堰流，可視為流道突然擴大為無限。ΔPf5-7表達式如式（6）。

式中，α為局部阻力干擾修正系數；ζ5-5為突然縮小的阻力系數；ζ5-6為漸擴管的阻力系數；ζ6-6為截面6-6的局部阻力系數；ζ6-7為截面6-6至截面7-7流道漸擴的局部阻力系數；ζ7-7為截面7-7流道突然擴大阻力系數；ua為流體剛過截面6-6時的流速，m/s。

床層起始流化速度umf即為固定床層壓降與流化床層壓降相等時的流化速度，表達式如式（7）。

式中，g為重力加速度=9.807m/s2。代入相關參數得umf=1.735×10-3m/s。

床層壓降ΔPf0-0'與表觀液速ul的關系式如式（9）。

由于ΔPfs-7的系數數量級為103，與式（9）、式（10）對比可明顯發現，IC反應器截面5-5至截面7-7的壓降相比于床層壓降與進水壓降極小，可以忽略，因此根據式（4）得到固定床狀態下（ul<1.735×10-3m/s）總壓降數學模型，如式（10）。

（2）流化床 在IC反應器床層完全流化之后，其床層單元便完全處于氣液固三相流化床狀態，陳小光等[11]研究發現此時其床內混合流體密度隨氣含率的增加而降低，導致反應器壓降增加，以致一般厭氧反應器三相條件下床層能耗比兩相條件最大能耗值高出一倍以上，可見流化床狀態下壓降受產氣影響極大。然而對于IC反應器而言，由于其第一三相分離器（圖2，Ⅱ）的存在，收集了第一厭氧區（Ⅰ）所產生的大部分沼氣，且該部分沼氣占整體反應器產氣的80%[6]，使得第二厭氧區（Ⅳ）的混合液體氣含率顯著降低。可見IC反應器的第一三相分離器（Ⅰ）與內循環系統的設置還起到了有效降低系統能耗損失的作用。

2 IC反應器的工程應用

2.1 IC反應器的啟動

前已述及IC反應器具有容積負荷高、水力停留時間短、高徑比大、占地面積小、出水水質較穩定、耐沖擊負荷能力強等優點，但是其啟動速度較慢，這也是厭氧反應器存在的普遍問題[13]，已成為制約其推廣應用的影響因素之一。

2.1.1 常規啟動

為研究利用絮體污泥正常啟動反應器所需時間，劉冰等[14]以絮狀厭氧污泥為接種污泥，以生產淀粉和酒精的混合廢水為處理對象，采用低濃度進水，逐漸增加有機和水力負荷的方法，歷時105天，實現了IC反應器的啟動。許英杰等[15]同樣以絮狀污泥接種IC反應器處理酒糟廢水，運行至180天時啟動基本完成，此時進水COD為20000～30000mg/L，COD去除率基本穩定在95%以上，出水COD不超過1000mg/L。可見，一般來說，若使用絮體污泥啟動IC反應器一般需用3～6個月。

2.1.2 快速啟動

鑒于IC反應器啟動時間較長，吳靜等[16]進行了IC反應器快速啟動策略研究，發現采用“高容積負荷+較高的接種顆粒污泥濃度”啟動策略優勢明顯，即接種污泥中懸浮固體（SS）濃度為25.33 g/L、有機容積負荷為11kgCOD/(m3·d)的條件下啟動中溫IC反應器，可在第10天即可完成啟動（有機負荷達到13kgCOD/(m3·d)，COD去除率為95%）。日本學者Tsuyoshi Imai等[17]研究發現在啟動UASB反應器時投加吸水性聚合物能加速啟動，即此時吸水性聚合物起到了生物載體的作用。同時王冰等[18]研究發現在啟動UASB反應器時添加顆粒活性炭也能減少啟動時間。可見，增加污泥濃度，可縮短IC反應器的啟動周期。

另外，陳晨等[19]研究發現利用低強度的超聲波照射啟動前的顆粒污泥可將IC反應器啟動時間由10天縮短至7天，且基本不會對微生物細胞結構產生破壞作用，相反還可以促進微生物的生長和代謝，啟動結束時的VSS/SS值達到0.82，與種泥相比則有所升高，且其產甲烷活性也較高。

2.2 底物抑制

在良好啟動的前提下，適宜的底物濃度是IC反應器高效運行的保障。氨氮作為厭氧反應器內微生物氮源之一，濃度適宜的情況下能提高體系pH值穩定性，但是，底物中過高的氨氮濃度會使游離氨濃度偏高，過高濃度的游離氨不僅能直接抑制甲烷合成酶的活性，且作為疏水性分子其能通過被動擴散進入細胞并轉變為銨，銨的積累改變了細胞內的pH值，從而對細胞產生了毒害作用，導致體系產甲烷活性受到抑制[20-21]。于芳芳等[22]對取自某IC反應器的厭氧顆粒污泥進行了不同氨氮濃度對其產甲烷活性影響的研究，發現在氨氮濃度為800mg/L以下時顆粒污泥表現出產甲烷活性增強，當氨氮濃度高于1500mg/L時顆粒污泥活性產甲烷活性降低，并且該課題組還進行了高濃度氨氮對IC厭氧反應器運行的抑制性研究[23]，發現當IC厭氧反應器進水COD為9000mg/L、氨氮濃度超過3036mg/L時對反應器的運行有抑制作用，氨氮對IC反應器的IC50（IC反應器去除效率為50%時的氨氮濃度）為4500mg/L，并且氨氮對反應器顆粒污泥的毒性是可恢復的，以葡萄糖為有機碳源，C∶N∶P為 200∶5∶1 進水，7天后COD去除率恢復到93.10%，該點可作為工程上IC反應器氨中毒恢復的參考。

值得注意的是，與同類型厭氧反應器相比，IC反應器體系表現出了較好的高氨氮濃度耐受能力。何仕均等[24]對取自某厭氧折流板反應器（ABR）的顆粒污泥也進行了不同氨氮濃度對其產甲烷活性影響的研究，當氨氮濃度超過800mg/L，顆粒污泥產甲烷活性明顯被抑制。鄧超冰等[25]對取自某UASB反應器的顆粒污泥進行了相同的研究，也得到了類似的結論。可見，它們的氨氮耐受濃度均低于IC反應器。究其原因，可能與IC反應器具有更長的泥齡有關，還可能與IC反應器的水力特性有關（IC反應器的內循環結構和較高的上升流速，使體系具有較強剪切力[26]，致使顆粒污泥粒徑明顯大于傳統UASB反應器[4]，使其具有更好的氨氮耐受能力）。

2.3 IC反應器的處理案例

IC反應器的工程應用可追溯至20世紀80年代，第一個中試IC反應器及其后建造的100m3的IC反應器在荷蘭建成投產，用于處理土豆加工廢水[4]，其進水COD濃度達上萬mg/L，容積負荷可達35～50kgCOD/(m3·d)，而處理同類廢水的UASB的容積負荷僅為10～20kgCOD/(m3·d)[27]。近年來，IC反應器已在我國廢水處理領域占有一席之地，見表1。

表1 IC反應器工程案例

由表1可見，生產性的IC反應器基本都被用于處理造紙、制藥和食品廢水等高濃度有機廢水，處理廢水最高COD達42500mg/L，并且容積負荷大多在10～30kgCOD/(m3·d)左右，去除效率大多數能達70%以上，最高可達91.5%，表現出極好的處理效能。同時可以發現IC反應器對溫度適應范圍較廣，為15～40℃。另外，文獻[33]報道IC反應器能很好應對啤酒季節性生產排水，在間歇運行下IC反應器處理效果依舊穩定，具有較好的抗沖擊負荷能力。

近年來，IC反應器在畜禽類高氨氮廢水處理領域也展現出一定潛力。鄧良偉等[38]通過試驗發現IC反應器在用于處理豬場廢水時表現優于大部分豬場廢水處理工藝，容積負荷為7kgCOD/（m3·d）左右，COD去除率可達80.3%。劉曉[39]在EGSB反應器內也發現同步硝化反硝化反應脫氮功能[微氧狀態下（DO=0.3～0.4mg/L)]，當HRT=8h、進水COD濃度平均為400mg/L、進水氨氮濃度平均為38mg/L、總氮平均為46mg/L時，COD去除率為94%，氨氮去除率平均為83%，總氮去除率平均為81%，而IC反應器與EGSB反應器在水力流態上具有諸多相似之處（較高的上升流速），也極可能在微氧條件下具有較好的脫氮效能。前已述及IC反應器體系表現出了較好的高氨氮濃度耐受能力，因此，IC反應器在處理畜禽類高氨氮高有機濃度廢水處理同樣具有推廣價值。

3 IC反應器的優化

盡管IC反應器已有成功案例，但鑒于其反應器結構的復雜性和水質成分的多樣性，IC反應器的可加工性和運行的穩定性難以獲得普遍認可，其結構和工藝仍有較大優化空間。

3.1 結構優化

布水器和三相分離器是IC反應器的重要內部構件。全麗君[40]利用Fluent軟件，通過分別建立液相模型以及氣-液、液-固兩相模型對不同布水形式和不同三相分離器折板角度的UASB反應器進行數值模擬和流場分析，進而達到優化UASB反應器結構的目的。其優化結果：①均勻進水形式和梯形進水形式對UASB反應器內部氣-液分離效果影響基本相同，但梯形進水形式提高了UASB反應區氣液混合均勻性；②三相分離器折板角度為45°～50°有利于UASB反應器內氣-液-固三相的分離。因此，針對IC反應器的內構件優化，也可借助CFD模擬（近年來CFD模擬發展迅速，在污水設備設計領域CFD也表現優勢），有望取得較好成果。

內循環結構亦是IC反應器的技術核心之一。工程上由于諸多條件限制，IC反應器的高徑比往往在2～6（表1），并且處理一些極高濃度有機廢水（如垃圾滲濾液，COD>20000mg/L）時IC反應器內流量較小，導致IC反應器內的上升流速較低，加上產氣量較小，難于實現良好的內部循環，極大地制約了反應器處理潛能。若通過增設外部循環管路，依靠循環泵提供動力，增加上升流速，促進基質循環，能增強傳質，優化菌群結構[41]，且附加外循環還能有效稀釋進水，增強耐沖擊負荷能力。因此，增設外循環管路可優化IC反應器的結構。阮文權[42]通過對IC反應器附加外循環結構，發明了一種沼氣提升式強化厭氧反應器，并且在2008年12月起該反應器已被利用于對無錫惠聯垃圾熱電廠垃圾滲濾液的處理，反應器直徑為8m，高度為23.6m，有效容積800m3，進水COD為40000mg/L，流量為300t/d，出水COD為5000mg/L左右，去除率高達85%，對垃圾滲濾液的處理達到了良好的效果。

3.2 工藝優化

工程中所處理的高濃度有機廢水種類繁多，成分復雜，一般采用傳統的厭氧+好氧工藝處理廢水，要將廢水達標排放，往往占地面積較廣。我國土地資源日益緊張，若將IC反應器與新型工藝進行組合，以減少占地面積為目標進行工藝優化，具有一定現實意義。

將IC反應器與膜生物反應器（MBR）工藝進行耦合，MBR膜能夠進行極好的固液分離，去除絕大多數不溶性有機物，同時進一步增強了系統的污泥持留能力，有利于增殖緩慢的細菌的截留、生長和繁殖，并且IC反應器的高COD去除率能一定程度上控制膜污染[43]，兩者共同協作能夠同時高效地去除溶解性與不溶性有機物。Torres等[44]試驗發現即使厭氧膜生物反應器（AnMBR）容積負荷率比UASB反應器高50%，進水SS濃度比UASB反應器高一倍，AnMBR出水COD去除率可達99%，TSS去除率為100%，UASB反應器COD去除率為92%，TSS去除率約70%。據此推斷，若將IC反應器與MBR工藝耦合，既能減少工藝占地面積，又能提升對污染物的去除效果。

通過對IC反應器外加場力可增強其容積效能，一定程度上降低了后續好氧工段的負荷。有研究表明，通過對生物反應器附加適當磁場能夠有效提高反應器效率。劉建榮等[45]實驗發現向厭氧流化床中投加磁粉（鋇鐵氧體，表面磁感強度為5mT）形成穩恒弱磁場，能微生物產生正的磁生物效應有效提高生化反應速率。Liu等[46]發現在厭氧氨氧化反應器周圍附加磁場強度為16.8～95.0mT的靜磁場均能夠提高反應器的去除效能，并且在磁場強度為75.0mT時反應器去除效能提升最高，可達50%，另外還發現該磁場強度對厭氧氨氧化菌的生長活性也有一定的促進作用。盡管目前對于磁場在厭氧生物反應器影響的研究仍處于試驗階段，但它在試驗中表現出的積極效果使得其在IC反應器的進一步優化方面不可忽視。

4 結 語

厭氧內循環（IC）反應器具有與第二代厭氧反應器顯著不同的典型結構，具有容積負荷高、占地面積小以及抗沖擊負荷強等優點。IC反應器相當于兩個UASB反應器串聯，以生物產氣的提升力為動力，依靠內循環結構實現基質和污泥的內循環；升流速度和系統壓降作為IC反應器兩個重要的水力特性，是反應器操作優化與設計優化的重要參考依據。

IC反應器的啟動速度是其工程推廣的關鍵之一，其常規啟動周期一般為3～6個月，增加污泥濃度可實現反應器的快速啟動。IC反應器在國內外的工程案例和相關試驗研究反映出其不僅適合處理高濃度有機廢水，而且其顯示出一定氨氮濃度耐受性，在畜禽類高氨氮廢水處理領域有較大潛力。

對于IC反應器的結構和工藝優化，布水器、三相分離器和循環結構是結構優化的主要部件；為進一步節省占地和提高容積效能，可將IC反應器與MBR工藝組合；將IC反應器與外加場力（如磁場）耦合亦可能成為未來的發展趨勢。

符 號 說 明

Ad—— 回流管截面積，m2

Ai—— 對應截面i-i的面積，m2

Ar—— 升流管截面積，m2

Di—— 對面截面i-i的直徑，m

dp—— 顆粒污泥直徑，mm

g—— 重力加速度，m2/s

H—— 床層高度，m

hD—— 氣體提升高度，m

hp—— 升流管出口液位與反應器頂部自由液位的幾何高差，m

KB—— 升流管底部阻力系數，量綱為1

KT—— 升流管頂部阻力系數，量綱為1

p—— 氣液分離器內沼氣壓力，mH2O

Q—— 廢水量，m3/h

Qlr—— 內循環水量，m3/h

ui—— 對面截面i-i的液體流速，m/s

ul—— 表觀液速，m/s

umf—— 床層起始流化速度，m/s

ulr—— 升流管上升流速，m/s

α—— 局部阻力干擾修正系數，量綱為1

Δh—— 升流管與回流管液位高差，m

ΔPf—— 固定床層總壓降，Pa

ΔPfi-n—— 截面i-i至截面n-n的壓降，Pa

μ—— 流體動力黏度，Pa·s

ρp—— 顆粒密度，g/cm3

ρl—— 流體密度，g/cm3

ε0—— 床層初始空隙率，量綱為1

εd—— 回流管持氣率，量綱為1

εr—— 升流管持氣率，量綱為1

ζi-i—— 截面i-i的局部阻力系數，量綱為1

ζi-n—— 截面i-i至截面n-n的局部阻力系數，量綱為1

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Configuration，applications and optimization of internal circulation anaerobic bioreactor

DAI Ruobin1，CHEN Xiaoguang1，JI Guangkai2，AWAD Abdelgad1，XIANG Xinyi1，TANG Mengyan1，ZENG Xiangliu1
（1College of Environmental Science and Engineering，State Environmental Protection Engineering Center for Pollution Treatment and Control in Textile Industry，Donghua University，Shanghai 201620，China；2Office of Teaching Affairs，Donghua University，Shanghai 201620，China）

As one of the third-generation of anaerobic bioreactors，anaerobic internal circulation （IC）bioreactor has as advantages in high volume efficiency，energy saving，small floor area and high height/diameter ratio. It has become an important technology in high concentration organic wastewater treatment in recent years. This paper introduced the configuration principle and hydraulic characteristics of IC reactor. The configuration of IC reactor is equivalent to two of up flow anaerobic sludge blanket（UASB） series，with internal circulation. The hydraulic characteristics include two important parameters as up-flow velocity and system pressure drop. The start-up，substrates inhibition characteristic，and applications of IC reactor was overviewed. The prospect of IC reactor to treat livestock wastewater with high ammonia nitrogen was analyzed. The optimization orientation of IC reactor’s configuration and process was also discussed.

anaerobic internal circulation reactor；configuration principle；hydraulic characteristics；engineering applications；optimization

X 703

A

1000-6613（2014）09-2244-08

10.3969/j.issn.1000-6613.2014.09.003

2014-02-18；修改稿日期：2014-04-02。

國家青年科學基金（51208087）、上海自然科學基金（12ZR1400800）、教育部博士點基金（20120075120001）及中央高校基本科研業務費專項資金（2232012D3- 08）項目。

戴若彬（1993—），男，研究方向為廢水生物處理過程及設備。E-mail dairuobin@163.com。聯系人：陳小光，博士，副教授，主要從事廢水生物處理工藝及設備的研究。E-mail cxg@dhu.edu.cn。