和傳統(tǒng)的厭氧反應(yīng)器厭氧濾池(AF)、升流式厭氧污泥床(UASB)等不同，IC 反應(yīng)器的構(gòu)造特點(diǎn)是具有很大的高徑比，一般可達(dá) 4~8，反應(yīng)器的高度可達(dá) 16~25m，具有較高的升流速度和較短的反應(yīng)時(shí)間。
IC厭氧反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)型式如下圖所示：
進(jìn)水通過泵由反應(yīng)器底部進(jìn)入第一反應(yīng)室，與該室內(nèi)的厭氧顆粒污泥均勻混合。廢水中所含的大部分有機(jī)物在這里被轉(zhuǎn)化成沼氣，所產(chǎn)生的沼氣被第一反應(yīng)室的集氣罩收集，沼氣將沿著提升管上升。沼氣上升的同時(shí)，把第一反應(yīng)室的混合液提升至設(shè)在反應(yīng)器頂部的氣液分離器，被分離出的沼氣由氣液分離器頂部的沼氣排出管排走。分離出的泥水混合液將沿著回流管回到第一反應(yīng)室的底部，并與底部的顆粒污泥和進(jìn)水充分混合，實(shí)現(xiàn)第一反應(yīng)室混合液的內(nèi)部循環(huán)。IC 反應(yīng)器的命名由此得來。
內(nèi)循環(huán)的結(jié)果是，第一反應(yīng)室不僅有很高的生物量、很長的污泥齡，并具有很大的升流速度，使該室內(nèi)的顆粒污泥完全達(dá)到流化狀態(tài)，有很高的傳質(zhì)速率，使生化反應(yīng)速率提高，從而大大提高第一反應(yīng)室的去除有機(jī)物能力。經(jīng)過第一反應(yīng)室處理過的廢水，會(huì)自動(dòng)地進(jìn)入第二反應(yīng)室繼續(xù)處理。廢水中的剩余有機(jī)物可被第二反應(yīng)室內(nèi)的厭氧顆粒污泥進(jìn)一步降解，使廢水得到更好的凈化，提高出水水質(zhì)。產(chǎn)生的沼氣由第二反應(yīng)室的集氣罩收集，通過集氣管進(jìn)入氣液分離器。第二反應(yīng)室的泥水混合液進(jìn)入沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離，處理過的上清液由出水管排走，沉淀下來的污泥可自動(dòng)返回第二反應(yīng)室。這樣，廢水就完成了在 IC 反應(yīng)器內(nèi)處理的全過程。
綜上所述可以看出，IC 反應(yīng)器實(shí)際上是由兩個(gè)上下重疊的 UASB 反應(yīng)器串聯(lián)組成的。由下面第一個(gè) UASB 反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣作為提升的內(nèi)動(dòng)力，使升流管與回流管的混合液產(chǎn)生密度差，實(shí)現(xiàn)下部混合液的內(nèi)循環(huán)，使廢水獲得強(qiáng)化預(yù)處理。上面的第二個(gè)UASB 反應(yīng)器對(duì)廢水繼續(xù)進(jìn)行后處理(或稱精處理)，使出水達(dá)到預(yù)期的處理要求。
IC反應(yīng)器核心單元的相關(guān)參數(shù)為反應(yīng)器的容積負(fù)荷、三相分離器、循環(huán)系統(tǒng)、布水系統(tǒng)及反應(yīng)器的外形尺寸等。
IC反應(yīng)器中的三相分離器、氣液分離器和沼氣提升管、泥水下降管構(gòu)成了反應(yīng)器的“心臟”和循環(huán)系統(tǒng)，兩者協(xié)同作用使得該反應(yīng)器在處理有機(jī)工業(yè)廢水方面比其他反應(yīng)器更有優(yōu)勢(shì)。一級(jí)三相分離器收集的沼氣經(jīng)由沼氣提升管攜帶泥水倒入頂部的氣液分離器，分離后的泥水再沿泥水下降管返回反應(yīng)器底部，與底部進(jìn)水充分混合。因此，沼氣提升管的設(shè)計(jì)要考慮能夠使所收集的沼氣順利導(dǎo)出，還要考慮由氣體上升產(chǎn)生的氣提作用能夠帶動(dòng)泥水上升至頂部的氣液分離器。這必然涉及到一級(jí)三相分離器的相對(duì)位置和沼氣提升管管徑的大小。泥水下降管必須保證不被下降的污泥堵塞，其管徑可比沼氣提升管管徑粗一些，以利于泥水在重力作用下自然下降至反應(yīng)器底部和進(jìn)水混合。此外，頂部氣液分離器要大小適當(dāng)，以維持一定的液位從而保證穩(wěn)定的內(nèi)循環(huán)量。
對(duì)于特定的廢水，在一定的處理容量條件下高徑比的不同將直接導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)水流狀況的不同，并通過傳質(zhì)速率最終影響生物降解速率，能否控制合適的高徑比還將直接影響沉淀出水的效果。過高的反應(yīng)器高度必使水泵動(dòng)力消耗增加。國外的生產(chǎn)裝置，高徑比一般為4～8，反應(yīng)器的直徑和高度的關(guān)系主要通過選擇適當(dāng)?shù)谋砻尕?fù)荷(或水力停留時(shí)間來確定)。根據(jù)反應(yīng)器的高度、容積、以及設(shè)計(jì)的表面負(fù)荷，便可以確定反應(yīng)器的橫截面積。
