專利名稱：一種厭氧固體反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種厭氧固體反應(yīng)器，該設(shè)備是以含高濃度固形有機(jī)物廢水為原 料生產(chǎn)沼氣的，可用于酒糟廢液、畜禽養(yǎng)殖廢液等高含固、高濃度有機(jī)廢水的處理和能源回 收。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)保要求的提高和資源回收利用的需要，厭氧發(fā)酵法在處理農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄 物、畜禽養(yǎng)殖廢水，并產(chǎn)生新能源-沼氣方面發(fā)揮著重要作用，以厭氧發(fā)酵法制取沼氣為核 心的生態(tài)工程模式已成為高含固有機(jī)廢棄物處理與資源綜合利用的發(fā)展方向，也對(duì)厭氧技 術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提出了要求。為了盡量回收廢棄物中的生物質(zhì)能，產(chǎn)生更多的沼氣，可適于 全糟厭氧發(fā)酵的升流式固體反應(yīng)器(USR)得到應(yīng)用。該反應(yīng)器處理酒糟廢液和畜禽糞液時(shí) 不需固液分離預(yù)處理，具有投資少，控制和管理簡(jiǎn)單、抗不利條件強(qiáng)和能耗低等特點(diǎn)，近年 來在處理高固形物有機(jī)廢液方面應(yīng)用越來越廣泛。傳統(tǒng)USR反應(yīng)器內(nèi)不設(shè)攪拌裝置，進(jìn)料 通過反應(yīng)器底部均勻分布的管道配水系統(tǒng)進(jìn)入池底，然后向上升流通過污泥床而被厭氧微 生物轉(zhuǎn)化為沼氣，在大型沼氣工程中，USR反應(yīng)器容積大且直徑很大，由于進(jìn)料量較小，該種 布水方式實(shí)際無法達(dá)到均勻布水的要求且易堵塞，從而造成反應(yīng)器出現(xiàn)死區(qū)，實(shí)際有效容 積大大減小，另外，僅靠池內(nèi)產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行自然攪拌也無法提供足夠的混合作用，反應(yīng)器 內(nèi)微生物與固形有機(jī)物不能有效的接觸，傳質(zhì)和厭氧消化反應(yīng)速率低，有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成沼 氣的轉(zhuǎn)化率較低。另外，據(jù)有關(guān)資料介紹，工程上曾發(fā)生過因液面結(jié)殼使氣體無法釋放而導(dǎo) 致罐體漲裂的工程事故。因此，對(duì)于USR反應(yīng)器，處理含固率高的有機(jī)廢水，必須要保證進(jìn) 料與池內(nèi)厭氧微生物的混合接觸，必須采取強(qiáng)化混合措施。本發(fā)明針對(duì)上述實(shí)際問題，通過 改進(jìn)USR的裝置結(jié)構(gòu)和操作方式，提高了 USR工程運(yùn)行可靠性和有機(jī)物的沼氣轉(zhuǎn)化率。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種方便污泥混合的厭氧固體反應(yīng)器。本實(shí)用新型是通 過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種厭氧固體反應(yīng)器，包括反應(yīng)罐池體，其特殊之處在于所述反應(yīng)罐池體中部為 圓柱形，上部為錐臺(tái)形，下部為倒錐臺(tái)形，反應(yīng)罐池體上部設(shè)有沼氣排出裝置、排水裝置，反 應(yīng)罐池體內(nèi)部設(shè)有相分離裝置、穩(wěn)流裝置、集氣破殼裝置、回流攪拌裝置和進(jìn)水裝置，反應(yīng) 罐池體下部設(shè)有排泥裝置。該厭氧固體反應(yīng)器，為了便于收集沼氣上部設(shè)成圓柱形，下部為了便于污泥聚集 設(shè)成倒錐臺(tái)形，同時(shí)反應(yīng)罐池體上部設(shè)有沼氣排出裝置、排水裝置，為了便于有機(jī)物的反 應(yīng)，反應(yīng)罐池體內(nèi)部設(shè)有相分離裝置、穩(wěn)流裝置、集氣破殼裝置、回流攪拌和進(jìn)水裝置，為便 于排出污泥反應(yīng)罐池體下部設(shè)有排泥裝置。所述穩(wěn)流裝置為呈輻射狀布置的穩(wěn)流板；所述集氣破殼裝置為反應(yīng)罐池體上部 設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)傘形集氣罩，集氣罩的頂部設(shè)置氣體出口，即在集氣罩的上部開孔或設(shè)置管道，收集的沼氣從罩頂孔洞或管道集中排出，對(duì)水面污泥層形成沖擊，防止水面污泥結(jié) 殼，所述沼氣排放裝置為設(shè)置在反應(yīng)罐池體頂部的管道；所述相分離裝置由設(shè)置在反應(yīng)罐 池體上部的豎直的圓柱形擋渣裝置和下部?jī)A斜的裙板組成；相分離裝置內(nèi)測(cè)為混合與沼氣 釋放區(qū)，外側(cè)為沉淀分離區(qū)，沉淀分離區(qū)下方設(shè)置穩(wěn)流裝置，所述穩(wěn)流裝置為呈輻射狀布置 的穩(wěn)流板，所述回流攪拌裝置由回流水管、回流攪拌加壓泵和進(jìn)水噴射管組成，該裝置的混 合液經(jīng)回流水管在回流攪拌加壓泵的作用下在回流水管與該容器內(nèi)循環(huán)流動(dòng)并與該容器 內(nèi)的厭氧生物反應(yīng)，從而起到攪拌的作用，使廢液中的有機(jī)固體與厭氧微生物充分接觸反 應(yīng)，有機(jī)固體被液化發(fā)酵和厭氧分解，所述排泥裝置為設(shè)置在反應(yīng)罐池體底部的排泥管；使 沉渣和多余污泥排出，所述排水裝置為設(shè)置在反應(yīng)罐池體內(nèi)側(cè)上部的出水槽和設(shè)置在出水 槽上的排水管，使反應(yīng)完的上清液流出。本新型厭氧反應(yīng)器工作過程高有機(jī)固體含量大于5%的廢液由池底進(jìn)水?dāng)嚢柩b 置進(jìn)入該裝置內(nèi)，在攪拌作用下與下部污泥混合，然后向上升流通過含有高濃度厭氧微生 物的固體床，使廢液中的有機(jī)固體與厭氧微生物充分接觸反應(yīng)，有機(jī)固體被液化發(fā)酵和厭 氧分解，通過開啟回流泵和高效攪拌裝置，在反應(yīng)器中形成水平方向及斜向的旋轉(zhuǎn)循環(huán)流 動(dòng)，使反應(yīng)器內(nèi)的泥水混合物處于懸浮狀態(tài)，使進(jìn)料與反應(yīng)器污泥中厭氧微生物得到較充 分混合接觸，而產(chǎn)生的沼氣在污泥層上升也具有攪拌混合作用，促進(jìn)了固體與微生物的接 觸，由于設(shè)置了集氣罩，一定面積內(nèi)上升的沼氣被集氣罩收集后從罩頂部的孔洞或管道中 集中釋放，氣流快速上升至液面，由于集中氣流大，對(duì)液面有較大的沖擊作用，可對(duì)浮渣層 起到破碎作用，防止污泥在液面上部結(jié)殼，也可對(duì)已形成的污泥浮渣層起到破碎或破殼作 用，集氣罩及上升氣流的帶動(dòng)作用，可使混合液沿集氣罩形成縱向循環(huán)，提高了混合作用。 集氣罩的數(shù)量及直徑與厭氧反應(yīng)罐直徑有關(guān)，厭氧罐直徑越大，集氣罩的數(shù)量越多，在長(zhǎng)期 穩(wěn)定運(yùn)行過程中，在相分離裝置內(nèi)測(cè)，不斷有固體被沼氣攜帶到浮渣層，同時(shí)也有經(jīng)脫氣的 固體返回到固體床去，厭氧反應(yīng)罐液面頂部集氣室中的沼氣經(jīng)沼氣管引出池外。該裝置可以采用間歇回流攪拌的運(yùn)行方式，當(dāng)停止回流，由于重力作用固體床區(qū) 有自然沉淀作用，混合液中的固形物被累積在固體床下部，使反應(yīng)器內(nèi)保持較高的固體量 和生物量，可使反應(yīng)器有較長(zhǎng)的污泥停留時(shí)間。通過固體床的水流經(jīng)上部的沉淀區(qū)沉淀分 離，上清液從出水槽溢流經(jīng)排水管道排出厭氧反應(yīng)器，旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)的混合液在進(jìn)入沉淀區(qū)時(shí)， 由于相分離裝置下部設(shè)置的穩(wěn)流板的穩(wěn)流作用，水平方向的循環(huán)旋轉(zhuǎn)被抵消，沉淀區(qū)內(nèi)水 流穩(wěn)定上升，穩(wěn)流裝置下部混合液的循環(huán)混合不會(huì)影響沉淀區(qū)內(nèi)的沉淀作用。總之，本實(shí)用新型的有益效果該設(shè)備克服了反應(yīng)器內(nèi)污泥不易混合、污泥停留時(shí) 間短和表面泥層結(jié)殼影響沼氣釋放等問題。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明


圖1為本實(shí)用新型的主視圖；圖2為
圖1的俯視圖。圖中，1、進(jìn)水管，2、誘導(dǎo)攪拌噴射管，3、反應(yīng)罐池體，4、集氣破殼裝置，5、氣體出 口，6、相分離裝置，7、穩(wěn)流裝置，8、管道，9、排水管，10、排泥裝置，11、回流攪拌加壓泵，12、 回流水管，13、出水槽。
具體實(shí)施方式
附圖為本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施例。該實(shí)施例包括反應(yīng)罐池體3，其特征是所 述反應(yīng)罐池體3中部為圓柱形，上部為錐臺(tái)形，下部為倒錐臺(tái)形，反應(yīng)罐池體3上部設(shè)有沼 氣排出裝置、排水裝置，反應(yīng)罐池體3內(nèi)部設(shè)有相分離裝置6、穩(wěn)流裝置7、集氣破殼裝置4、 回流攪拌和進(jìn)水裝置，反應(yīng)罐池體3下部設(shè)有排泥裝置10，穩(wěn)流裝置7為呈輻射狀布置的穩(wěn) 流板，所述集氣破殼裝置為反應(yīng)罐池體3上部設(shè)置的一個(gè)或傘形集氣罩，所述集氣罩頂部 設(shè)置氣體出口 5 (開孔或設(shè)置管道)，所述沼氣排放裝置為設(shè)置在反應(yīng)罐池體3頂部的管道 8，所述相分離裝置6由設(shè)置在反應(yīng)罐池體3上部的豎直的圓柱形擋渣裝置和下部?jī)A斜的裙 板組成，所述回流攪拌裝置由回流水管12、回流攪拌加壓泵11和進(jìn)水噴射管2組成，所述排 泥裝置為設(shè)置在反應(yīng)罐池體底部的排泥管，所述排水裝置為設(shè)置在反應(yīng)罐池體3內(nèi)側(cè)上部 的出水槽13和設(shè)置在出水槽上的排水管9。該厭氧反應(yīng)罐池體3內(nèi)下部設(shè)有與外部連通的原料與回流進(jìn)水管1，部分混合液 通過上部回流水管12在回流加壓泵11的作用下與原料一起通過進(jìn)水管1并經(jīng)過誘導(dǎo)攪拌 噴射管2進(jìn)入反應(yīng)器，在噴射流的作用下，誘導(dǎo)反應(yīng)罐中混合液產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)，提高了有機(jī) 物與微生物的接觸傳質(zhì)效果和厭氧反應(yīng)速率，避免了反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生死區(qū)，污水在厭氧反應(yīng) 器中停留適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，有機(jī)物得到有效的去除并產(chǎn)生沼氣。罐內(nèi)一定高度上有集氣罩4， 污泥層中的沼氣在上升過程中進(jìn)入集氣罩4中，氣體沿集氣罩斜面向上匯集到頂部并從集 氣罩頂部的氣體出口 5(開孔或設(shè)置出氣短管)集中排出，向上的氣流強(qiáng)度大大增加，對(duì)液 面浮渣層產(chǎn)生較大的沖擊波動(dòng)，防止污泥在液面結(jié)殼，同時(shí)，由于沼氣在通過集氣罩上的氣 體出口 5時(shí)的氣液提升作用，在集氣罩內(nèi)外混合液形成縱向循環(huán)，進(jìn)一步提高了攪拌混合 效果。由于設(shè)置了相分離裝置6，相分離裝置6擋渣板將沼氣釋放區(qū)與沉淀區(qū)分隔開，沼氣 的攪動(dòng)對(duì)沉淀區(qū)水流不產(chǎn)生影響。循環(huán)流動(dòng)的混合液螺旋上升至穩(wěn)流板處時(shí)，由于穩(wěn)流板 的阻擋作用，進(jìn)入沉淀區(qū)的污水流態(tài)呈穩(wěn)定緩慢向上流動(dòng)狀態(tài)，由于流速非常小，在此區(qū)域 污泥沉淀回落到穩(wěn)流板下部的混合反應(yīng)區(qū)，保證了足夠長(zhǎng)的生物污泥停留時(shí)間。高效升流 式厭氧反應(yīng)罐池體3內(nèi)側(cè)上部設(shè)有排水槽13和排水管9，沉淀區(qū)的上清液溢流到出水槽13 中，經(jīng)排水管9排至池外，反應(yīng)罐池體3內(nèi)產(chǎn)生的沼氣在罐頂收集后經(jīng)頂部的管道8排至沼 氣儲(chǔ)罐等設(shè)施。污泥和不容易處理的雜質(zhì)則通過排泥管定期排出反應(yīng)器。
權(quán)利要求1.一種厭氧固體反應(yīng)器，包括反應(yīng)罐池體(3)，其特征是所述反應(yīng)罐池體(3)中部為 圓柱形，上部為錐臺(tái)形，下部為倒錐臺(tái)形，反應(yīng)罐池體C3)上部設(shè)有沼氣排出裝置、排水裝 置，反應(yīng)罐池體C3)內(nèi)部設(shè)有相分離裝置(6)、穩(wěn)流裝置(7)、集氣破殼裝置G)、回流攪拌裝 置和進(jìn)水裝置，反應(yīng)罐池體C3)下部設(shè)有排泥裝置(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧固體反應(yīng)器，其特征是所述穩(wěn)流裝置(7)為呈輻射狀 布置的穩(wěn)流板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧固體反應(yīng)器，其特征是所述集氣破殼裝置為反應(yīng)罐池 體(3)上部設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)傘形集氣罩，所述集氣罩頂部設(shè)置氣體出口(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧固體反應(yīng)器，其特征是所述沼氣排放裝置為設(shè)置在反 應(yīng)罐池體(3)頂部的管道(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧固體反應(yīng)器，其特征是所述相分離裝置(6)由設(shè)置在 反應(yīng)罐池體C3)上部的豎直的圓柱形擋渣裝置和下部?jī)A斜的裙板組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧固體反應(yīng)器，其特征是所述回流攪拌裝置由回流水管 (12)、回流攪拌加壓泵(11)和進(jìn)水噴射管(2)組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧固體反應(yīng)器，其特征是所述排泥裝置(10)為設(shè)置在反 應(yīng)罐池體底部的排泥管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧固體反應(yīng)器，其特征是所述排水裝置為設(shè)置在反應(yīng)罐 池體(3)內(nèi)側(cè)上部的出水槽(1 和設(shè)置在出水槽上的排水管(9)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種厭氧固體反應(yīng)器，該設(shè)備是以含高濃度固形有機(jī)物廢水為原料生產(chǎn)沼氣的，可用于酒糟廢液、畜禽養(yǎng)殖廢液等高含固、高濃度有機(jī)廢水的處理和能源回收。該厭氧固體反應(yīng)器，包括反應(yīng)罐池體，其特殊之處在于所述反應(yīng)罐池體中部為圓柱形，上部為錐臺(tái)形，下部為倒錐臺(tái)形，反應(yīng)罐池體上部設(shè)有沼氣排出裝置、排水裝置，反應(yīng)罐池體內(nèi)部設(shè)有相分離裝置、穩(wěn)流裝置、集氣破殼裝置、回流攪拌和進(jìn)水裝置，反應(yīng)罐池體下部設(shè)有排泥裝置。本實(shí)用新型的有益效果該設(shè)備克服了反應(yīng)器內(nèi)污泥不易混合、污泥停留時(shí)間短和表面泥層結(jié)殼影響沼氣釋放等問題。
文檔編號(hào)C02F3/28GK201825781SQ20102057943
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者劉建廣, 張春陽 申請(qǐng)人:山東建筑大學(xué)