本發(fā)明涉及厭氧反應工藝中的核心設備，具體是一種內動力氣壓式間歇內循環(huán)/波動攪拌厭氧反應器。

背景技術：

(一)申請?zhí)枮?01420376879.5的一種名為內動力氣壓式自動間歇循環(huán)器的發(fā)明專利，是利用反應器自身產(chǎn)生的沼氣壓力實現(xiàn)循環(huán)的裝置，但內動力氣壓式自動間歇循環(huán)器存在下列不足之處：1.該循環(huán)器的回流管有一部分設在反應器外，從某意義是說屬外循環(huán)，并在管路上設有逆止閥，增加了逆止閥和兩個彎頭，延伸了回流管長度，使回流阻力增大，2.該循環(huán)器的水位控制氣閥和手動調節(jié)氣閥采用并聯(lián)設置，沒有和無壓氣室的出/進氣管連通，管路設計較復雜，當有壓氣室排氣時，沉淀回流區(qū)的液面下降，會形成反應器負壓，3.溢流管進水口設在沉淀區(qū)內，出水不是消化最末端，其出水的COD去除率較低，4.控制系統(tǒng)采用了水位控制氣閥其結構較為復雜。

(二)目前，以IC內循環(huán)厭氧反應器為代表的第三代厭氧反應器是世界上效能最高的反應器，其工藝特點是：1.采用16-25米高的反應器，其高徑比在4-8左右，并利用第一反應室產(chǎn)生的沼氣通過內部的提升管產(chǎn)生的提升力實現(xiàn)強制內循環(huán)，2.在反應器內投入并培養(yǎng)了大量厭氧顆粒污泥以提高厭氧菌群的濃度，由于IC具有以上特點，同時也為該反應器帶來一些不足處：1.生產(chǎn)能耗較高：A.該反應器實現(xiàn)了內動力氣提式內循環(huán)，不需要外來動力循環(huán)攪拌，但由于反應器的高度大，進料泵的動力消耗大，B.反應器的容積和表面積的比大，散熱損失大，2.菌群濃度較低：該反應器的第二反應室和沉淀區(qū)的菌群濃度較低，3.傳質效果較差：由于該反應器的第二反應室和沉淀區(qū)的循環(huán)量較小或沒有，基本屬于直排式，反應末端的傳質效果較差，4.基建成本較高：該反應器的內部和外部結構復雜，其制造、運輸、安裝、基建成本高，5.適用范圍?。篈.由于反應器容積和表面積比值較大，其散熱損失大，不利于反應器的增溫、保溫，不利于冬季或北方地區(qū)的生產(chǎn)使用，B.該反應器不適用懸浮物含量較高的料液，C.該反應器由于高大，管理要求較高不適用中小型企業(yè)的生產(chǎn)，其通用性較差，6.循環(huán)量不可調控：由于該反應器特殊的結構特點，其循環(huán)量主要取決于料液濃度和第一反應室的產(chǎn)氣量，其循環(huán)量不可調控。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服內動力氣壓式自動間歇循環(huán)器和IC內循環(huán)厭氧反應器上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種內動力氣壓式間歇內循環(huán)/波動攪拌厭氧反應器。

本發(fā)明解決內動力氣壓式間歇內循環(huán)/波動攪拌厭氧反應器的技術方案是：

(一)內動力氣壓式自動間歇循環(huán)器的技術改造部分：1.在集氣箱底部設垂直的回流管通到反應區(qū)底部50-100厘米處，2.水位控制氣閥改為定時排氣閥并與無壓氣室的出/進氣管連通，取消手動調節(jié)氣閥，3.在溢流管口處設水封槽，4.水位控制氣改為定時排氣閥。

(二)內動力氣壓式間歇內循環(huán)/波動攪拌反應器部分：1.內動力氣壓的形成：在反應器反應過程中，隨著反應區(qū)內沼氣不斷產(chǎn)生，沼氣經(jīng)氣封、斗形集氣罩、進氣/水管(注：定時排氣閥關閉時進氣，開啟時進水)不斷匯集到集氣箱內，這時定時排氣閥處于關閉狀態(tài)，隨著集氣箱內的沼氣不斷增加，壓力也不斷增大，迫使原集氣箱內料液經(jīng)回流管不斷被壓入到反應區(qū)底部，這種在集氣箱內部不需要外動力產(chǎn)生的沼氣壓力稱為內動力氣壓，2.波動攪拌的形成：因集氣箱是設在反應器內液面下，隨著集氣箱的多次進氣、排氣，沉淀回流區(qū)的料液也會在YDT填料層中多次上下波動形成攪拌，增加了沉淀回流區(qū)料液的傳質效果，3.內循環(huán)系統(tǒng)：在反應器中上部設有氣封、斗形集氣罩、進氣及進水管、集氣箱和回流管構成了反應器的內循環(huán)系統(tǒng)，4.水封槽式溢流管：水封槽上口高度是沉淀區(qū)水位最高高度，槽體高度設為50-100厘米，5.控制和安全系統(tǒng)：控制系統(tǒng)是由定時排氣閥構成主體，下部連通到有壓氣室，其上部與出氣管和無壓氣室出/進氣管(注：當定時排氣閥關閉時無壓氣室是出氣，開啟時是進氣避免反應器負壓)連通，構成了控制和安全系統(tǒng)，6.YDT填料層：除反應區(qū)含有大量顆粒污泥菌群之外，在反應器的沉淀回流區(qū)內設有固定式YDT填料層供厭氧菌附著，用于提高厭氧反應未端的菌群濃度，7.定時排氣閥的時間設定：為提高沉淀回流區(qū)的波動攪拌效果，定時排氣閥的排氣時間與進料泵同步(即：定時排氣閥開啟時停止進料，有利于沉淀回流區(qū)的料液回流以增加波動攪拌的傳質效果)。

本發(fā)明的有益效果是：1.生產(chǎn)能耗低：A.由于該反應器實現(xiàn)了內動力氣壓式間歇內循環(huán)/波動攪拌，不需要外來動力循環(huán)攪拌，B.由于反應器的高度不受限制，可降低反應器的高度，減少進料泵的動力消耗，C.反應器的容積和表面積的比小，散熱損失少，2.菌群濃度高：除反應區(qū)含有大量顆粒污泥菌群之外，在反應末端的沉淀回流區(qū)又設有YDT填料供菌群附著，提高了反應器末端的菌群濃度并起到一定穩(wěn)流作用，3.傳質效果好：由于反應器的反應區(qū)存在內循環(huán)攪拌，沉淀回流區(qū)料液存在多次在YDT填料層中上下波動攪拌，沉淀回流區(qū)的傳質效果好，4.基建成本低：該反應器的內部和外部結構簡單，其制造、運輸、安裝、基建、成本低，可實現(xiàn)標準化，系列化生產(chǎn)，5.適用范圍廣：A.由于反應器容積和表面積比值較小，其散熱損失小，有利于反應器的增溫、保溫，適用冬季或北方地區(qū)，B.該反應器的集氣箱進料時會產(chǎn)生一定的沖擊有利于脫氣，對懸浮物含量較高的料液也有一定的適用性，C.該反應器適合中小型反應器，通過對多個內循環(huán)系統(tǒng)組合，也適用于超大型反應器，其通用性較強，6.循環(huán)量大且可調：該反應器的循環(huán)量等于反應區(qū)的產(chǎn)氣量，通過對定時排氣閥排氣時間的設定，其循環(huán)量及循環(huán)頻率可自由調控，為厭氧反應創(chuàng)造最佳的反應條件。

綜合上述有益效果，本發(fā)明在完善[內動力氣壓式自動間歇循環(huán)器]的基礎上提供了一種生產(chǎn)效能高、建設成本低、管理方便、適用性強的高效能的內動力氣壓式間歇內循環(huán)/波動攪拌厭氧反應器。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖；

圖中：1.定時排氣閥，2.無壓氣室，3.水封槽式溢流管，4.進氣/水管，5.斗形集氣罩，6.氣封，7.消化區(qū)，8.排污管閥，9.出氣管，10.無壓氣室出/進氣管，11.有壓氣室，12.集氣箱，13.YDT填料層，14.沉淀回流區(qū)，15.回流管，16.圓柱形下錐體反應器，17.間歇式進料管閥。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明：在反應器反應過程中，料液以間歇式的形式由進料管(17)進入到反應區(qū)(7)內，隨著沼氣不斷產(chǎn)生，沼氣經(jīng)氣封(6)，斗形集氣罩(5)，進氣/水管(4)不斷匯集到集氣箱(12)內，這時的定時排氣閥(1)處于關閉狀態(tài)，隨著集氣箱(12)內的沼氣不斷增加，壓力不斷增大，迫使原集氣箱(12)內料液沿回流管(15)不斷進入到反應區(qū)(7)的底部，部分反應后的料液經(jīng)水封槽式溢流管(3)排出；當定時排氣閥(1)開啟時，有壓氣室(11)內的沼氣沿出氣管(9)排出，部分沼氣經(jīng)無壓氣室出/進氣管(10)回流到無壓氣室內(2)避免反應器負壓，同時，沉淀回流區(qū)(14)料液竄過YDT填料層(13)經(jīng)過氣封(6)和斗形集氣罩(5)之間縫系回流到反應區(qū)(7)內，經(jīng)進氣/水管(5)被吸入到集氣箱(12)內，當集氣箱(12)內水滿時，定時排氣閥(1)又會進入關閥狀態(tài)，集氣箱(12)又進入下一輪的進氣、出料，排氣、進料的內循環(huán)反應過程。

總之，本發(fā)明提供了一種內動力氣壓式間歇內循環(huán)/波動攪拌厭氧反應器，以上所述。僅為本發(fā)明的一部份具體實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明公布的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。