專利名稱：旋流自驅(qū)動傳質(zhì)厭氧反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及廢水處理設(shè)備，尤其是涉及一種有機(jī)廢水厭氧處理的旋流自驅(qū)動傳質(zhì)厭氧反應(yīng)器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的本實用新型包括反應(yīng)器殼體、進(jìn)水總管和出水管，反應(yīng)器殼體由上反應(yīng)室和下反應(yīng)室組成，進(jìn)水總管安裝在下反應(yīng)室外的底部，在上反應(yīng)室的側(cè)壁上安裝有出水管，特征是在反應(yīng)器殼體內(nèi)設(shè)置有旋流式布水器和沼氣能量轉(zhuǎn)換裝置，沼氣能量轉(zhuǎn)換裝置由主集氣罩、主沼氣提升管、輔集氣罩、輔沼氣提升管和下行循環(huán)管組成，在下反應(yīng)室內(nèi)的下部安裝有旋流式布水器，上部設(shè)置有主集氣罩，在主集氣罩的下方、下反應(yīng)室的側(cè)壁上安裝有下牛腿，主集氣罩與下牛腿之間留有窄縫，在上反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置有輔集氣罩，在輔集氣罩的下方、上反應(yīng)室的側(cè)壁上安裝有上牛腿，輔集氣罩與上牛腿之間留有窄縫；帶沼氣導(dǎo)管的氣液分離器安裝在上反應(yīng)室的頂部，下行循環(huán)管的上端接氣液分離器的底端，中間依次向下穿過輔集氣罩和主集氣罩，下端穿過旋流式布水器，主沼氣提升管的上端開口于氣液分離器內(nèi)，下端與主集氣罩相連，輔沼氣提升管的上端開口于氣液分離器內(nèi)，下端與輔集氣罩相連，進(jìn)水支管的一端接進(jìn)水總管，另一端穿過下反應(yīng)室的側(cè)壁和旋流式布水器，出口貼在旋流式布水器的內(nèi)壁上。
構(gòu)成反應(yīng)器殼體的上反應(yīng)室和下反應(yīng)室均為圓筒狀，且上反應(yīng)室的直徑小于下反應(yīng)室的直徑；旋流式布水器為倒漏斗形；主沼氣提升管的上端開口和輔沼氣提升管的上端開口均為喇叭形。
本實用新型由于設(shè)置有獨特的旋流式布水器和沼氣能量轉(zhuǎn)換裝置，這種結(jié)構(gòu)使本實用新型既具有良好的傳質(zhì)過程，又能保持較高的污泥濃度，故處理效能較高，它具有以下幾個特點(1)在反應(yīng)器殼體內(nèi)設(shè)置有一個沼氣能量轉(zhuǎn)換裝置由于厭氧反應(yīng)器所產(chǎn)生的沼氣既是強(qiáng)化傳質(zhì)過程的主要因素，又是造成污泥抬升和流失的主要原因。為解決這一矛盾，本反應(yīng)器在內(nèi)部設(shè)有一個由主集氣罩、主沼氣提升管、輔集氣罩、輔沼氣提升管和下行循環(huán)管組成的沼氣氣泡勢能與動能的轉(zhuǎn)換裝置，它能將沼氣氣泡的勢能與動能轉(zhuǎn)換成水力攪拌的動能。又由于沼氣氣泡的能量大部分在強(qiáng)化傳質(zhì)過程的水力攪拌作用中所消耗，這就相應(yīng)地減少了沼氣氣泡對污泥抬升的能量，有利于污泥的沉降和保持較高的污泥濃度；(2)在反應(yīng)器殼體內(nèi)設(shè)置有一個旋流式布水器旋流式布水器能夠充分利用進(jìn)水時的液流動能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)式液流，即能將進(jìn)水液流的能量轉(zhuǎn)換成水力攪拌的動能，這種布水方式的好處是A、攪拌是全方位的，既有縱向的，又有橫向的液流，故攪拌十分均勻，傳質(zhì)過程良好；B、污泥在旋轉(zhuǎn)式的流動過程中，有較大的運動速度，從而減少了污泥顆粒表面所承受的壓力，從而減低了氫、二氧化碳和硫化氫的分壓，消除了由高分壓給厭氧消化所帶來的化學(xué)毒害作用；C、液體在旋轉(zhuǎn)流動時，污泥顆粒會產(chǎn)生自旋，這有利于污泥的顆粒結(jié)構(gòu)和球狀結(jié)構(gòu)的形成；D、在旋流過程中，由于污泥顆粒運動速度較大，有利于污泥表面粘附的小氣泡的剝離，使污泥更容易沉降；E、旋流運動會使污泥顆粒按比重和大小的不同進(jìn)行自內(nèi)到外，自上至下的層狀分布，有利于提高厭氧消化的速率；F、旋流式布水器能夠通過改變反應(yīng)器內(nèi)液流方向以消除紊流，從而將水力負(fù)荷對污泥的抬升作用降到最低，故反應(yīng)器同時又能保持較高的污泥濃度；(3)本實用新型的上反應(yīng)室和下反應(yīng)室均為圓筒狀，且上反應(yīng)室的直徑小于下反應(yīng)室的直徑，上反應(yīng)室的直徑僅為下應(yīng)室直徑的1/10--1/5，呈酒瓶狀，下反應(yīng)室是厭氧消化反應(yīng)區(qū)，上反應(yīng)室為發(fā)酵液循環(huán)提供壓力差，采取這種結(jié)構(gòu)的好處是A、為發(fā)酵液循環(huán)提供壓力差；B、提高了反應(yīng)器的容積效率，降低了造價，節(jié)省工程費用；C、減少了縱向紊流對污泥的抬升作用。厭氧消化反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的大量沼氣進(jìn)入主集氣罩，只有少部分沼氣進(jìn)入輔集氣罩，為使沼氣全部進(jìn)入主集氣罩和輔集氣罩，在主集氣罩的下部設(shè)有下牛腿，在輔集氣罩的上部設(shè)有上牛腿，主集氣罩和下牛腿之間、輔集氣罩和上牛腿之間均有一窄縫，為上升液流和污泥回流提供通道；D、上反應(yīng)室不是厭氧消化反應(yīng)區(qū)，因此無須考慮上反應(yīng)室的均勻布水問題，主集氣罩和輔集氣罩均采用鐘罩式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)更加簡單，比內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱式集氣罩更省材料，材料費用可節(jié)約50％以上；E、由于本實用新型已將沼氣對污泥的抬升作用減到最低，而上升水流對污泥的抬升作用遠(yuǎn)小于沼氣對污泥的抬升作用，因此，無須再設(shè)置三相分離器，而采用體積小的鐘罩式集氣罩，工程材料不到內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器上部三相分離器的1/10。
(4)主沼氣提升管和輔沼氣提升管的上端均采用喇叭形出口，有利于沼氣從發(fā)酵液中分離，避免發(fā)酵液進(jìn)入沼氣輸配系統(tǒng)。
綜上所述，本實用新型具有能將強(qiáng)化傳質(zhì)過程和保持較高的污泥濃度有機(jī)地結(jié)合在一起、處理效能高、結(jié)構(gòu)簡單、造價低的優(yōu)點，是一種新型有機(jī)廢水厭氧處理設(shè)備。
構(gòu)成反應(yīng)器殼體4的上反應(yīng)室17和下反應(yīng)室21均為圓筒狀，且上反應(yīng)室17的直徑小于下反應(yīng)室21的直徑，上反應(yīng)室17的直徑為下反應(yīng)室21直徑的1/10--1/5；旋流式布水器3為倒漏斗形；主沼氣提升管11的上端開口和輔沼氣提升管12的上端開口均為喇叭形。
當(dāng)有機(jī)廢水從進(jìn)水總管1分配至多根進(jìn)水支管2，由于進(jìn)水支管2的出口貼在旋流式布水器3的內(nèi)壁上，且在同一水平面的圓周上作等距離分布，而旋流式布水器3為旋流式，且呈倒漏斗形，旋流式布水器3上端又與下行循環(huán)管10相連，下行循環(huán)管10下端開口于旋流式布水器3內(nèi)，因此進(jìn)水時，從各進(jìn)水支管2出口處噴出的水流與下行循環(huán)管10回流的發(fā)酵液相混合，并沿同一順時針或反時針方向作圓周運動，形成旋轉(zhuǎn)液流后，從旋流式布水器3下沿進(jìn)入?yún)捬跸磻?yīng)區(qū)20，由于旋流的帶動，厭氧消化反應(yīng)區(qū)20內(nèi)發(fā)酵液也呈旋轉(zhuǎn)運動，對發(fā)酵液起到攪拌作用。有機(jī)物在厭氧消化反應(yīng)區(qū)20被消化轉(zhuǎn)化成沼氣，沼氣上升進(jìn)入主集氣罩6，然后與發(fā)酵液一道進(jìn)入主沼氣提升管11，被提升的液體從主沼氣提升管11上端喇叭形出口進(jìn)入氣液分離器13，沼氣被分離，通過沼氣導(dǎo)管14進(jìn)入沼氣輸配系統(tǒng)，分離出沼氣后的發(fā)酵液通過下行循環(huán)管10進(jìn)入旋流式布水器3，并與有機(jī)廢水相混合。厭氧消化液則經(jīng)過窄縫19進(jìn)入主集氣罩6與下反應(yīng)室21頂板之間的水平通道7后，液流的運動方向開始由垂直向上運動改變?yōu)樗竭\動，從而減小了縱向紊流對污泥的抬升作用，可以減少污泥的流失，厭氧消化液再經(jīng)過窄縫16，最后從出水管15排出。主沼氣提升管11的下端與主集氣罩6相連，輔沼氣提升管12的下端與輔集氣罩9相連，主沼氣提升管11和輔沼氣提升管12的上端均開口于氣液分離器12內(nèi)，沼氣與發(fā)酵液進(jìn)入主集氣罩6、輔集氣罩9各自的提升管后，會與管外的發(fā)酵液形成壓力差(密度差)，這種壓力驅(qū)動發(fā)酵液自動循環(huán)、形成水力攪拌作用。這種水力攪拌的能量來自于沼氣氣泡的勢能和動能的轉(zhuǎn)換，而無須外加的動力，為自驅(qū)動式。
權(quán)利要求1.一種旋流自驅(qū)動傳質(zhì)厭氧反應(yīng)器，包括反應(yīng)器殼體(4)、進(jìn)水總管(1)和出水管(15)，反應(yīng)器殼體(4)由上反應(yīng)室(17)和下反應(yīng)室(21)組成，進(jìn)水總管(1)安裝在下反應(yīng)室(21)外的底部，在上反應(yīng)室(17)的側(cè)壁上安裝有出水管(15)，其特征在于在反應(yīng)器殼體(4)內(nèi)設(shè)置有旋流式布水器(3)和沼氣能量轉(zhuǎn)換裝置(18)，沼氣能量轉(zhuǎn)換裝置(18)由主集氣罩(6)、主沼氣提升管(11)、輔集氣罩(9)、輔沼氣提升管(12)和下行循環(huán)管(10)組成，旋流式布水器(3)安裝在下反應(yīng)室(21)內(nèi)的下部，在下反應(yīng)室(21)內(nèi)的上部設(shè)置有主集氣罩(6)，在主集氣罩(6)的下方、下反應(yīng)室(21)的側(cè)壁上安裝有下牛腿(5)，主集氣罩(6)與下牛腿(5)之間留有窄(19)縫，在上反應(yīng)室(17)內(nèi)設(shè)置有輔集氣罩(9)，在輔集氣罩(9)的下方、上反應(yīng)室(17)的側(cè)壁上安裝有上牛腿(8)，輔集氣罩(9)與上牛腿(8)之間留有窄縫(16)；帶沼氣導(dǎo)管(14)的氣液分離器(13)安裝在上反應(yīng)室(17)的頂部，下行循環(huán)管(10)的上端接氣液分離器(13)的底端，中間依次向下穿過輔集氣罩(9)和主集氣罩(6)，下端穿過旋流式布水器(3)，主沼氣提升管(11)的上端開口于氣液分離器(13)內(nèi)，下端與主集氣罩(6)相連，輔沼氣提升管(12)的上端開口于氣液分離器(13)內(nèi)，下端與輔集氣罩(9)相連，進(jìn)水支管(2)的一端接進(jìn)水總管(1)，另一端穿過下反應(yīng)室(21)的側(cè)壁和旋流式布水器(3)，出口貼在旋流式布水器(3)的內(nèi)壁上。
2.如權(quán)利要求1所述的旋流自驅(qū)動傳質(zhì)厭氧反應(yīng)器，其特征在于構(gòu)成反應(yīng)器殼體(4)的上反應(yīng)室(17)和下反應(yīng)室(21)均為圓筒狀，且上反應(yīng)室(17)的直徑小于下反應(yīng)室(21)的直徑，上反應(yīng)室(17)的直徑為下反應(yīng)室(21)直徑的1/10--1/5。
3.如權(quán)利要求1或2所述的旋流自驅(qū)動傳質(zhì)厭氧反應(yīng)器，其特征在于旋流式布水器(3)為倒漏斗形。
4.如權(quán)利要求3所述的旋流自驅(qū)動傳質(zhì)厭氧反應(yīng)器，其特征在于主沼氣提升管(11)的上端開口和輔沼氣提升管(12)的上端開口均為喇叭形。
專利摘要本實用新型公開了一種旋流自驅(qū)動傳質(zhì)厭氧反應(yīng)器，它包括反應(yīng)器殼體、進(jìn)水總管和出水管，反應(yīng)器殼體由上反應(yīng)室和下反應(yīng)室組成，特征是在反應(yīng)器殼體內(nèi)設(shè)置有旋流式布水器和沼氣能量轉(zhuǎn)換裝置，沼氣能量轉(zhuǎn)換裝置由主集氣罩、主沼氣提升管、輔集氣罩、輔沼氣提升管和下行循環(huán)管組成，帶沼氣導(dǎo)管的氣液分離器安裝在上反應(yīng)室的頂部。構(gòu)成反應(yīng)器殼體的上反應(yīng)室和下反應(yīng)室均為圓筒狀，且上反應(yīng)室的直徑小于下反應(yīng)室的直徑。本實用新型具有能將強(qiáng)化傳質(zhì)過程與保持較高的污泥濃度有機(jī)地結(jié)合在一起、處理效能高、結(jié)構(gòu)簡單、造價低的優(yōu)點，是一種新型有機(jī)廢水厭氧處理設(shè)備。
文檔編號C02F3/28GK2600438SQ0322793
公開日2004年1月21日 申請日期2003年1月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月1日
發(fā)明者陳協(xié), 楊春燕, 吳九九, 邵希豪, 李暉 申請人:陳協(xié), 楊春燕, 吳九九, 邵希豪, 李暉