專利名稱：厭氧地凈化廢水的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于厭氧地凈化廢水的裝置以及一種相應(yīng)的方法，該裝置包括至 少一個反應(yīng)器，該反應(yīng)器具有用于將廢水輸入其底部區(qū)域的流入口和布置在其上面的區(qū)域 中的用于凈化過的廢水的流出口(DE 691 04 837 T2)。
背景技術(shù)：
用于厭氧地凈化廢水的裝置以及相應(yīng)的方法在近幾年具有越來越重要的意義，因 為其將包含在廢水中的有機(jī)物質(zhì)基本上轉(zhuǎn)換成可利用的生物氣并且產(chǎn)生較少的剩余的生 物質(zhì)。此外，取消了在有氧的方法中所需要的換氣。由于特殊的有害物質(zhì)加載較高，只需要 很小的反應(yīng)器體積，并且可以使用具有細(xì)長結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)空間需求很小的反應(yīng)器。在此，作 為反應(yīng)器可以使用由金屬、合成材料或混凝土制成的容器。根據(jù)開頭提到的DE 691 04 837 T2所述的公開的稱為生物反應(yīng)器的裝置具有反 應(yīng)器容器，該反應(yīng)器容器具有進(jìn)入系統(tǒng)以及位于其上面的反應(yīng)室。進(jìn)入系統(tǒng)的進(jìn)入管的流 出口至少部分切向地指向，并且進(jìn)入系統(tǒng)布置在反應(yīng)器容器的底部區(qū)域中的進(jìn)入室中。通 過具有至少一個徑向槽的分隔件將進(jìn)入室與反應(yīng)室分開。此外，反應(yīng)器容器在其上面的區(qū) 域中具有漏斗形的搜集系統(tǒng)。氣體和凈化過的廢水在反應(yīng)器容器的上面的區(qū)域中離開該反 應(yīng)器容器。從該生物反應(yīng)器中輸出的凈化過的廢水還包含較多的有機(jī)成分，從而需要耗費 的有氧的后處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是設(shè)計開頭所描述的裝置連同配屬的方法，使得出現(xiàn)在反應(yīng)器中的 生物質(zhì)可以盡可能完全地保留在反應(yīng)器中并且可以顯著降低在凈化過的廢水中的有機(jī)成 分的份額。該任務(wù)按照本發(fā)明通過以下方法得到解決，即在反應(yīng)器的上面的區(qū)域中在用于凈 化過的廢水的流出口的下方布置至少一個三相片式凈化器，該三相片式凈化器以其在使用 位置中位于下面的端部終止在通向容器的底部區(qū)域的循環(huán)管中。片式分離器或者說片式凈化器例如在SK期刊“ActaMontanistica Slovaka Rocnik 6(2001)，3，第195到200頁中有所描述。詞語“三相”在這里考慮的是由廢水-生 物質(zhì)_生物氣三個相構(gòu)成的混合物。所述片式凈化器基本上包括一組平行板，這些板之間 的間距為50mm到100mm。所述板相對于垂線例如以30°到60°的角度進(jìn)行布置。在反應(yīng)器的底部區(qū)域中由發(fā)酵形成的三相混合物、廢水_生物質(zhì)_生物氣流入反應(yīng)器的上面部分中。在此，生物氣的大部分由于密度差而與廢水和生物質(zhì)分開并且上升到 反應(yīng)器的氣體室中。剩余的混合物從側(cè)向進(jìn)入三相片式凈化器中，在該三相片式凈化器中 還存在的生物氣向上升并且再從側(cè)向出去，而生物質(zhì)在斜板上分離、向下沉并且流到循環(huán) 管中。在很大程度上由生物氣和生物質(zhì)凈化的廢水在經(jīng)過三相片式凈化器之后向上流入反 應(yīng)器的脫氧區(qū)，在該脫氧區(qū)中進(jìn)一步分開生物氣和生物質(zhì)。該廢水作為凈化過的廢水離開反應(yīng)器，該廢水還包含非常少量的生物質(zhì)和有機(jī)成分。還積累在脫氧區(qū)中的生物質(zhì)再次流 入循環(huán)管中，而還存在的生物氣噴入氣體室中并且通過氣體管道輸出。剩余的生物質(zhì)在反 應(yīng)器的底部區(qū)域中可以借助于管道取出。這種裝置的顯著的優(yōu)點在于，緊湊地并且有效地分開廢水、生物質(zhì)和生物氣這三相，因為通過在三相片式凈化器中改善地或者說額外地分離生物質(zhì)會提高反應(yīng)器中生物質(zhì) 的份額并且由此提高反應(yīng)器中的反應(yīng)速度。此外，通過循環(huán)管獲得反應(yīng)器中的循環(huán)流，由具 有較高氣體份額以及較低密度的發(fā)酵區(qū)中的混合物相對于在循環(huán)管中從上向下流的不帶 氣體的由凈化過的廢水和生物質(zhì)構(gòu)成的混合物的密度差驅(qū)動著所述循環(huán)流。通過將廢水輸 入循環(huán)管可以影響循環(huán)流，從而獲得混合物在發(fā)酵區(qū)中最佳的混勻。必要時可以通過間斷 地輸入廢水來進(jìn)一步改善這種效果。


在附圖中示出本發(fā)明主題的實施例。附圖示出圖1是按本發(fā)明的裝置的剖面圖。圖2是裝置的相對于圖1改動過的實施方式。圖3是按圖1的裝置的補(bǔ)充的實施方式。圖4是按圖1的裝置的多級布置。
具體實施例方式在圖1中示出了作為反應(yīng)器工作的容器1。該容器1具有底部區(qū)域2，在該底部區(qū) 域中與底部3隔開地安置分配器4。循環(huán)管5終止在底部區(qū)域2中，該循環(huán)管一直伸到容器 1的上面的區(qū)域6中。在示出的實施例中，該循環(huán)管布置在容器1的中間。容器1的位于分 配器4的上方的區(qū)域是發(fā)酵區(qū)7。用于輸入廢水的管道8伸入容器1中。在示出的實施例 中，該管道8終止在循環(huán)管5中。可以用布置在管道8中的泵9將廢水泵入循環(huán)管5中。在容器1的上面的區(qū)域6中布置了三相片式凈化器10-下面簡稱“凈化器10”-， 該凈化器斜向于循環(huán)管5的縱軸線延伸并且以其下面的端部轉(zhuǎn)到循環(huán)管中。該凈化器10 包括一組由多個分別相互平行地隔開布置的板。所述板可以由金屬或者由合成材料制成。 所述板應(yīng)該具有盡可能光滑的表面。在圖1中為了簡明起見，在這些板中只示出了一塊下 面的板和一塊上面的板。所述凈化器10例如在與循環(huán)管5的軸線成30°C到60°C之間的角 度的情況下_從循環(huán)管5出發(fā)-以向上指向的斜面延伸。凈化器10的下面的板沒有間隔 地轉(zhuǎn)到循環(huán)管5中。該凈化器10的幾何形狀配合容器1的橫截面。該凈化器有利地延伸 360°并且在四周圍繞著布置在容器1中間的循環(huán)管5的端部。所述容器1的位于凈化器10上方的空間是脫氧區(qū)11，氣體室12位于該脫氧區(qū)上 方。凈化過的廢水通過管道13從脫氧區(qū)11或者說從位于脫氧區(qū)中的搜集杯14中導(dǎo)出。生 物氣可以通過由箭頭示出的氣體管道15從氣體室12中出去。也可以在容器1的相應(yīng)的高 度上在發(fā)酵區(qū)7的分布中在至少一個位置上從容器1中獲取生物氣。用按圖1的反應(yīng)器如下實施按本發(fā)明的方法有待凈化的廢水通過管道8輸入容器1中，從而該廢水到達(dá)該容器的底部區(qū)域中。 在反應(yīng)器的該有利的實施方式中，廢水通過循環(huán)管5導(dǎo)入容器的底部區(qū)域2中并且在那里運動以及通過分配器4進(jìn)行分配。通過細(xì)菌的作用，在發(fā)酵區(qū)7中有例如2mm到3mm大小 的小微粒，即所謂的顆粒。包含在廢水中的有害物質(zhì)的分解會導(dǎo)致氣體、生物氣的形成，該 氣體以氣泡的形式成形在所述顆粒的表面上并且黏附在那里。通過所述稱為發(fā)酵的過程使 得所述顆粒變得更輕。因此，所述顆粒在容器1中向上升，其中所述氣泡會不斷地進(jìn)一步變 大。 如果氣泡足夠大，那么通常氣泡就作為生物氣與形成生物質(zhì)的顆粒分開。該生物 氣到達(dá)氣體室12中，方法是該生物氣在側(cè)向經(jīng)過凈化器10向上升(箭頭16)。由此變得更 重的顆粒下沉到發(fā)酵區(qū)7中，從而在那里又用生物氣對其進(jìn)行加載并且使其再度向上升。 在顆粒中生物氣沒有充分地分開或者該顆粒沒有達(dá)到對于下沉來說所需要的尺寸，那么該 顆粒與上游的廢水一起作為三相混合物從上面進(jìn)入凈化器10中。該三相混合物的生物質(zhì) 沉積在凈化器10的板上并且在該板上由于其斜面而滑到循環(huán)管5中(箭頭17)，而與生物 質(zhì)分開的生物氣在凈化器10中向上升并且沿著所述板斜向上地從凈化器10中逸出(箭頭 18)并且與生物氣一起(箭頭16)轉(zhuǎn)移到氣體室12中。沒有沉積的并且還以生物氣進(jìn)行加載的生物質(zhì)上升到脫氧區(qū)11 (箭頭19)。在那 里，生物氣的這部分與生物質(zhì)分開，生物質(zhì)隨后以不帶氣體的微粒的形式通過循環(huán)管5回 到容器1的底部區(qū)域2中(箭頭20)。來自脫氧區(qū)11的生物氣同樣到達(dá)氣體室12中。凈 化過的廢水可以聚集在搜集杯14中并且通過管道13導(dǎo)出。由于還很少量的有機(jī)成分，只 需要再對凈化過的廢水進(jìn)行花費很少的有氧的后處理。剩余的生物質(zhì)可以通過管道21從 容器1中取出。通過循環(huán)管5和凈化器10的共同作用，在容器中或者說在反應(yīng)器中獲得了十分有 效的循環(huán)流，通過該循環(huán)流明顯縮短了反應(yīng)器中的反應(yīng)時間?；旧贤ㄟ^在發(fā)酵區(qū)7中上 升的混合物的密度與在循環(huán)管5中從上向下流的不帶氣體的并且因此更稠的混合物的密 度之間的差形成循環(huán)流，所述發(fā)酵區(qū)中的混合物具有較大的氣體份額并且由此具有較小的 密度，所述循環(huán)管中的混合物由凈化過的廢水和生物質(zhì)以及通過管道8輸入的有待凈化的 廢水組成。所述反應(yīng)器也可以用來自圖2的容器1實現(xiàn)，其中所述循環(huán)管5不在中間，而是布 置在容器1的壁上，該壁同時形成了循環(huán)管5的壁。在反應(yīng)器的這種實施方式中，容器1優(yōu) 選具有矩形的橫截面。凈化器10的幾何形狀在這里也配合容器1的橫截面形狀。按圖2 的反應(yīng)器的工作方式與按圖1的反應(yīng)器的工作方式一樣。為了進(jìn)一步降低在廢水凈化時的反應(yīng)時間以及在凈化過的廢水中的有機(jī)成分的 含量，可以根據(jù)圖3中的示意圖將兩個按圖1的反應(yīng)器疊加放置。在此，有待凈化的廢水通 過管道8輸入下面的反應(yīng)器R1，并且凈化過的廢水借助于管道13從上面的反應(yīng)器R2中取 出。在反應(yīng)器1中獲得的生物氣通過相應(yīng)的通道22和23通向上面的反應(yīng)器2的氣體室12 并且在那里與反應(yīng)器R2的生物氣一起取出。在反應(yīng)器的這個實施方式中，上面的反應(yīng)器R2 的容器沒有底部。按圖3的雙反應(yīng)器的工作方式相應(yīng)于為圖1的反應(yīng)器所描述的工作方式。 也可以疊加布置兩個以上的反應(yīng)器。反應(yīng)器的數(shù)目根據(jù)有待凈化的廢水的特性來判斷。根據(jù)圖4，例如也可以將三個按圖1的反應(yīng)器瀑布狀地并排布置。由反應(yīng)器R3、R4 和R5形成的這種裝置也會使得反應(yīng)時間縮短并且減少在最后取出的凈化過的廢水中的有 機(jī)成分的含量。在這里，瀑布狀布置的反應(yīng)器的數(shù)目也取決于有待凈化的廢水的特性。
根據(jù)圖4將有待凈化的廢水通過管道8進(jìn)料給第一反應(yīng)器R3。該反應(yīng)器的凈化過 的或者說預(yù)先凈化過的廢水作為有待凈化的或者說有待進(jìn)一步凈化的廢水通過管道24輸 入第二反應(yīng)器R4，更確切地說是再次有利地輸入第二反應(yīng)器R4的循環(huán)管5中。該反應(yīng)器的 用為圖1所描述的方法進(jìn)一步凈化的廢水作為有待進(jìn)一步凈化的廢水通過有利地終止在 第三反應(yīng)器的循環(huán)管5中的管道25進(jìn)料給第三反應(yīng)器R5。以所述方式進(jìn)一步從有機(jī)成分 中釋放的凈化過的廢水通過管道13從第三反應(yīng)器R5中輸出。剩余的生物質(zhì)也可以通過管 道21從第三反應(yīng)器R5中取出。凈化過的廢水可以在不使用泵的情況下輸入相應(yīng)在后的反 應(yīng)器。該廢水獨立地通過相應(yīng)的管道24或者25流下。反應(yīng)器Rl和R2或者說R3到R5以圖1的反應(yīng)器的實施方式在圖3和4中示出。然而也可以使用按圖2的反應(yīng)器或者按圖1和圖2的反應(yīng)器。
權(quán)利要求
用于厭氧地凈化廢水的裝置，該裝置包括至少一個反應(yīng)器，該反應(yīng)器具有用于將廢水輸入其底部區(qū)域的流入口和布置在其上面的區(qū)域中的用于凈化過的廢水的流出口，其特征在于，在反應(yīng)器的上面的區(qū)域(6)中在用于凈化過的廢水的流出口的下方布置至少一個三相片式凈化器(10)，該三相片式凈化器以其在使用位置中位于下面的端部終止在通向反應(yīng)器的底部區(qū)域(2)的循環(huán)管(5)中。
2.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述循環(huán)管(5)布置在反應(yīng)器中間。
3.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述循環(huán)管(5)布置在反應(yīng)器的側(cè)壁上。
4.按權(quán)利要求1到3中任一項所述的裝置，其特征在于，用于將廢水輸入反應(yīng)器的管道 (8)終止在循環(huán)管(5)中。
5.按權(quán)利要求1到4中任一項所述的裝置，其特征在于，疊加地布置至少兩個反應(yīng)器 (R1，R2)，其中上面的反應(yīng)器(R2)的容器沒有底部。
6.按權(quán)利要求1到4中任一項所述的裝置，其特征在于，瀑布狀地并排布置至少兩個、 優(yōu)選三個反應(yīng)器(R3，R4，R5)，其中相應(yīng)地安置了用于將凈化過的廢水從相應(yīng)在前的反應(yīng)器 輸入到在后的反應(yīng)器的循環(huán)管(5)中的管道(24，25)。
7.在使用至少一個反應(yīng)器的情況下厭氧地凈化廢水的方法，該反應(yīng)器具有用于將廢水 輸入其底部區(qū)域的流入口和布置在其上面的區(qū)域中的用于凈化過的廢水的流出口，其特征 在于，-將廢水輸入布置在反應(yīng)器中的循環(huán)管(5)，該循環(huán)管從反應(yīng)器的底部區(qū)域(2)通到反 應(yīng)器的上面的區(qū)域(6)，并且_將包含從反應(yīng)器的底部區(qū)域(2)向上升起的生物氣以及載有生物氣的生物質(zhì)的廢水 輸入布置在反應(yīng)器的上面的區(qū)域(6)中的三相片式凈化器(10)，該三相片式凈化器與循環(huán) 管(5)連接。
8.按權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，廢水連同從上面進(jìn)入到循環(huán)管(5)中的生物 質(zhì)通過三相片式凈化器(10)在循環(huán)流中運動。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于厭氧地凈化廢水的裝置和方法，該裝置包括至少一個反應(yīng)器，該反應(yīng)器具有用于將廢水輸入其底部區(qū)域(2)的流入口和布置在其上面的區(qū)域中的用于凈化過的廢水的流出口。在反應(yīng)器的上面的區(qū)域(6)中在用于凈化過的廢水的流出口的下方布置至少一個三相片式凈化器(10)，該三相片式凈化器以其在使用位置中位于下面的端部終止在通向反應(yīng)器的底部區(qū)域(2)的循環(huán)管(5)中。
文檔編號C02F3/28GK101838050SQ20101012110
公開日2010年9月22日 申請日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月11日
發(fā)明者A·沃格爾波爾, S·-M·金, S·-U·蓋森 申請人:特克諾康有限責(zé)任公司