專(zhuān)利名稱(chēng)：渦流、層流和脈沖流式厭氧生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種污水處理設(shè)備，尤其是污水生物處理器。
背景技術(shù)：
升流式厭氧污泥床反應(yīng)器(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)首稱(chēng)UASB反 應(yīng)器，應(yīng)用了厭氧生物處理污水，是近20年以來(lái)應(yīng)用最廣泛的有機(jī)污水厭氧生物處理設(shè) 備。UASB反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的工作原理是污水從UASB容器的底部進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)部與厭氧顆粒 污泥充分接觸，發(fā)生厭氧反應(yīng)來(lái)完成氣體、液體、固體三相的分離，附著在顆粒污泥上的氣 體分離而產(chǎn)生沼氣，通過(guò)集氣室排出反應(yīng)器，處理過(guò)的污水則從出水堰流出；釋放沼氣后的 厭氧顆粒污泥由于重力作用沉淀返回到底層的反應(yīng)區(qū)。其缺點(diǎn)是(1)要使UASB反應(yīng)器 容積負(fù)荷高效，穩(wěn)定的運(yùn)行，要依賴(lài)于在反應(yīng)器內(nèi)形成的厭氧顆粒污泥，由于污水與厭氧顆 粒污泥無(wú)其它輔助結(jié)構(gòu)的情況下接觸有限，厭氧反應(yīng)慢而不完全，效率低。(2)在反應(yīng)器 內(nèi)形成厭氧顆粒污泥，穩(wěn)定運(yùn)行一般需三個(gè)月左右時(shí)間，時(shí)間較長(zhǎng)，污水容積負(fù)荷才能達(dá)到 5-10kgC0D/m3. d，污水的化學(xué)需氧量(COD)去除率才可達(dá)90%以上。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種啟動(dòng)時(shí)間快、容積負(fù)荷高和COD去除率高的渦流、 層流和脈沖流式厭氧生物反應(yīng)器，可滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)快速高效處理有機(jī)污水的需要。渦流、層流和脈沖流式厭氧生物反應(yīng)器的英文縮寫(xiě)為T(mén)LP厭氧生物反應(yīng)器，其中 T是英語(yǔ)Turbulent——渦流的，L是英語(yǔ)Laminar——層流的，P是英語(yǔ)Rilsation——脈 沖的簡(jiǎn)寫(xiě)。TLP厭氧生物反應(yīng)器處理有機(jī)污水的主要構(gòu)思是①在反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)計(jì)了有上集氣罩和下集氣罩的結(jié)構(gòu)，將污水分成多個(gè)反應(yīng)區(qū)使污 水在各反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生渦流、層流及脈沖流等幾種反應(yīng)流動(dòng)狀態(tài)與生物厭氧污泥充分反應(yīng)。②通過(guò)直接投放高活性厭氧污泥，采用生物固化技術(shù)，提高微生物聚集密度，使微 生物優(yōu)勢(shì)菌群在生物反應(yīng)器內(nèi)形成微生物生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)控，解決生化反應(yīng)過(guò)程中由于 進(jìn)水中有毒有害物質(zhì)沖擊所造成的微生物種群在生物反應(yīng)器中失衡，提高難降解生物質(zhì)的 生物處理，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和耐沖性能力。③利用上、下集氣罩將污水分成多個(gè)反應(yīng)區(qū)，上部是一個(gè)層流區(qū)，下部和中部形成 渦流區(qū)、脈沖流區(qū)。由于分成幾個(gè)反應(yīng)區(qū)，各個(gè)反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)形成的上升流分別到達(dá)反應(yīng)器 頂部，完成氣體、液體、固體三相的分離，上升流產(chǎn)生的沼氣與固體、液體分離后，固體失去 浮力，形成下降流，回到各自反應(yīng)區(qū)。這種結(jié)構(gòu)容易形成的渦流、層流、脈沖流加快了污水反 應(yīng)速度，進(jìn)一步提高了污水處理效率，同時(shí)又能防止顆粒污泥流出TLP厭氧反應(yīng)器之外。TLP反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置這種渦流區(qū)和層流區(qū)、脈沖流區(qū)，使得各個(gè)反應(yīng)區(qū)之間顆粒污泥 不易發(fā)生相互交換流動(dòng)，各個(gè)反應(yīng)區(qū)中的微生物生長(zhǎng)和繁殖不易受到相互排斥影響，很有 利于固定微生物生長(zhǎng)，由于通過(guò)改善反應(yīng)器內(nèi)部的流動(dòng)力學(xué)特性，在各反應(yīng)區(qū)增大了生物 量和優(yōu)化微生物菌群等方法，使微生物聚集密度提高，顆粒污泥上微生物量極大增加。由于各反應(yīng)區(qū)內(nèi)部微生物細(xì)胞的“保護(hù)”作用，使生物反應(yīng)器抗負(fù)荷沖擊能力提高，瞬變環(huán)境適 應(yīng)性增強(qiáng)，整體微生物活性提高，傳質(zhì)性能也得到提高，生物發(fā)酵反應(yīng)速率提高，從而使TLP 反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間短，污水的處理負(fù)荷提高快。經(jīng)多次試驗(yàn)證明，反應(yīng)器在短時(shí)間內(nèi)可提高到 30-40kgC0D/m3. d, COD 去除率達(dá) 90% 以上。具體的技術(shù)方案為一種渦流、層流和脈沖流式厭氧生物反應(yīng)器，它包括罐體，其特征在于還包括設(shè)在所述罐體中的上集氣罩及其內(nèi)下側(cè)的下集氣罩；設(shè)在所述下集氣罩中間的回流管；設(shè)在罐體的底部，用于輸入污水的布水器。所述上集氣罩和下集氣罩的上部分間隔相套，下部分均為開(kāi)口向下的喇叭狀。所述的布水器為多段與污水輸入管相通的水管，以及設(shè)均布在各段水管上開(kāi)口向 下的出水口。以上結(jié)構(gòu)的TLP厭氧生物反應(yīng)器，利用上、下集氣罩將污水分成多個(gè)反應(yīng)區(qū)，上部 是一個(gè)層流區(qū)，下部和中部形成渦流區(qū)、脈沖流區(qū)。先將一定量的高活性厭氧污泥放入TLP 厭氧生物反應(yīng)器內(nèi)部，再將污水經(jīng)布水器進(jìn)入TLP反應(yīng)器內(nèi)部與高活性厭氧污泥充分接觸 發(fā)酵，產(chǎn)生厭氧生物反應(yīng)。由于反應(yīng)器底部的布水器上的每一段通水管的下方，出水往下噴 流出反應(yīng)器內(nèi)，在上升流過(guò)程中經(jīng)過(guò)回流管不斷產(chǎn)生渦流作用。同時(shí)污水進(jìn)入各反應(yīng)區(qū)后 又產(chǎn)生層流作用，在各反應(yīng)區(qū)進(jìn)水峽口之間又形成了脈沖流動(dòng)。此時(shí)的生物污泥與污水得 到充分接觸生長(zhǎng)，不斷產(chǎn)生生物發(fā)酵作用，在各反應(yīng)區(qū)內(nèi)完成了氣體、液體、固體分離。氣體 從罐頂?shù)某鰵饪谂懦觯蓛舻囊后w從罐側(cè)出口排出，固體沉于罐底。從而可對(duì)進(jìn)入到罐內(nèi)的 污水不斷處理，得出可利用的氣體，一般為沼氣，以及干凈的水。本TLP反應(yīng)器經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，克服了現(xiàn)有UASB反應(yīng)器的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了啟動(dòng)時(shí)間快， 負(fù)荷高，滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)快速高效處理污水的需要，又達(dá)到降低設(shè)備投資成本。用TLP反 應(yīng)器技術(shù)回收沼氣后及有機(jī)污水應(yīng)用一體化活性污泥法和上浮法工藝進(jìn)行再處理，解決了 之前有機(jī)污水處理工藝運(yùn)行成本高的難題，大大降低好氧處理污水的運(yùn)行成本。表1是兩 種反應(yīng)器的性?xún)r(jià)比。TLP反應(yīng)器與UASB反應(yīng)器的性?xún)r(jià)比表1項(xiàng) 目TLP厭氧反應(yīng)器UASB反應(yīng)器污水容積負(fù)荷30-40kgCOD/m3. d5—15kgC0D/m3. d污水有效容積6800m320400m3設(shè)備占地面積1000 m22800 m2反應(yīng)器造價(jià)800萬(wàn)元2100萬(wàn)元啟動(dòng)時(shí)間30天左右90天左右化學(xué)需氧量 (COD)去除率90%以上80%-90%

圖1是本實(shí)用新型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1沿A-A線(xiàn)剖視的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1沿B-B線(xiàn)剖視的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1所示，是本實(shí)用新型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。由圖中可知，在圓柱形罐體3的左側(cè) 和頂部分別設(shè)置有人可出入的側(cè)安裝口 2和頂安裝口 5。在罐腔內(nèi)上部的中間，通過(guò)上吊架 8及其下面均布的若干根吊桿10吊設(shè)有上集氣罩13，該上集氣罩13的上部分為筒狀，下部 分是開(kāi)口向下的喇叭狀。在上集氣罩13的內(nèi)側(cè)，間隔套有與上集氣罩13形狀結(jié)構(gòu)相同的 下集氣罩15，該下集氣罩15的上面也通過(guò)均布的若干根吊桿9與吊架8固定聯(lián)接。吊架8 的周邊與罐體3的內(nèi)側(cè)固定聯(lián)接。在下集氣罩15的中間也間隔設(shè)有回流管17，該回流管 17應(yīng)設(shè)有與吊架8或下集氣罩15的固定支承桿，為了簡(jiǎn)明，在圖中未畫(huà)出。在上集氣罩13 和下集氣罩15的下喇叭口相對(duì)應(yīng)處的罐體3內(nèi)側(cè)上，分別固定有一圈三角形的上固定板14 和下固定板16。在罐體3的底部及回流管17下方，設(shè)置有多個(gè)出水口 18向下的布水器1， 該布水器1的進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。罐體3的頂部為上錐形，在罐體3的頂部中間設(shè)有與外 側(cè)相通的氣體出口 6。在罐體3內(nèi)側(cè)，上集氣罩13的上口至罐頂側(cè)為集氣室7。在集氣室 7中的罐內(nèi)壁上固定設(shè)有吊架8，在該吊架8下方的罐內(nèi)壁上，固定設(shè)有一圈與罐壁一起構(gòu) 成的集水槽11，集水槽11上口固定有一集水環(huán)形扳4。集水槽11中的水通過(guò)設(shè)在上罐壁 的出水管12排出罐外，可回收利用。圖2所示，是圖1沿A-A線(xiàn)剖視的結(jié)構(gòu)示意圖，它主要表示了布水器1的結(jié)構(gòu)。由 圖中可知，布水器1中的多段水管20均布在罐體3的底部并都與污水輸入管19相通，各段 水管20上均布設(shè)有若干個(gè)能?chē)娝蚬薜酌娴某鏊?18，在噴出污水時(shí)易造成渦流。圖3所示，是1沿B-B線(xiàn)剖視的結(jié)構(gòu)示意圖，它主要表達(dá)了罐體1內(nèi)的俯視結(jié)構(gòu)。在圖中，“十”字形的吊架8與罐體3的上端固定聯(lián)接，由外圈的罐體3往內(nèi)看，依序是集水 槽11、集水環(huán)形扳4、上集氣罩13、下集氣罩15和回流管17。罐體3的兩側(cè)分別設(shè)有可出 入人的側(cè)安裝口 2和集水槽排水管12。本實(shí)用新型厭氧生物反應(yīng)器的工作原理為先將一定量的高活性厭氧污泥從頂安裝口 5放入罐體3內(nèi)，然后把安裝口 5和安 裝口 2密封好后。再將有機(jī)污水從污水輸入管19經(jīng)布水器1進(jìn)入罐體3內(nèi)，與高活性厭氧 污泥充分接觸發(fā)酵，產(chǎn)生厭氧生物反應(yīng)。由于罐體3底部的布水器1上的每一段通水管的 下方，間隔均布有多個(gè)向下噴水的出水口 18，輸入的污水往罐底面上噴，在下集氣罩15的 喇叭口至罐底之間形成渦流區(qū)，該區(qū)間同時(shí)也是厭氧生物污泥床。高活性厭氧污泥和污水 的混合液的上升流過(guò)程中，一部份經(jīng)過(guò)中心的回流管17，又從回流管17的上口往溢落，在 回流管17與下集氣罩15之間不斷產(chǎn)生渦流作用。同理，混合液從下集氣罩15內(nèi)上升至上 口向外側(cè)，即上集氣罩13內(nèi)側(cè)溢落時(shí)，也會(huì)不斷產(chǎn)生渦流作用。在下集氣罩15下喇叭與罐 壁構(gòu)成的腔內(nèi)，由于混合液上升的入口較窄，而且空間較小，容易形成脈沖流動(dòng)，構(gòu)成脈沖 流動(dòng)區(qū)。在上集氣罩13外側(cè)與罐壁構(gòu)成的腔內(nèi)，由于混合液上升的入口較窄，但空間較大， 容易形成循環(huán)式層流，構(gòu)成層流區(qū)。各渦流區(qū)、脈沖流動(dòng)區(qū)和層流區(qū)之間混合液也在不斷地 交換，使高活性厭氧污泥與污水得到充分接觸生長(zhǎng)，不斷產(chǎn)生生物發(fā)酵作用，在各反應(yīng)區(qū)內(nèi) 完成了氣體、液體、固體分離，并不斷地上升，由于氣體、液體、固體的比重不同，在上升的過(guò) 程中，分離過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣，從罐頂部的氣體出口 6排出。處理后的液體落到集水環(huán)形扳 4和集水槽11后，從出水管12流出。釋放氣泡后的生物厭氧污泥和固體，由于重力作用向 下沉淀，最終回到罐的底部。準(zhǔn)備對(duì)下一輪的污水進(jìn)行處理。
權(quán)利要求1.一種渦流、層流和脈沖流式厭氧生物反應(yīng)器，它包括罐體，其特征在于還包括 設(shè)在所述罐體(3)中間的上集氣罩(13)及其內(nèi)下方的下集氣罩(15)；設(shè)在所述下集氣罩(15)中間的回流管(17)； 設(shè)在罐體(3)的底部，用于輸入污水的布水器(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流、層流和脈沖流式厭氧生物反應(yīng)器，其特征在于 所述上集氣罩(13)和下集氣罩(15)的上部分間隔相套，下部分均為開(kāi)口向下的喇叭狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流、層流和脈沖流式厭氧生物反應(yīng)器，其特征在于 所述的布水器(1)為均布在罐體3的底部并都與污水輸入管(19)相通的多段水管(20)，在各段水管00)上設(shè)有若干個(gè)開(kāi)口向罐底面的出水口(18)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種渦流、層流和脈沖流式厭氧生物反應(yīng)器，它包括罐體，其特征在于還包括設(shè)在所述罐體中的上集氣罩及其內(nèi)下側(cè)的下集氣罩；設(shè)在所述下集氣罩中間的回流管；設(shè)在罐體的底部，用于輸入污水的布水器。該結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，利用上、下集氣罩將污水分成多個(gè)反應(yīng)區(qū)，上部是一個(gè)層流區(qū)，下部和中部形成渦流區(qū)、脈沖流區(qū)。上升流產(chǎn)生的沼氣與固體、液體分離后，固體失去浮力，形成下降流，回到各自反應(yīng)區(qū)，形成的渦流、層流、脈沖流加快了污水反應(yīng)速度，進(jìn)一步提高了污水處理效率。克服了現(xiàn)有UASB反應(yīng)器的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了啟動(dòng)時(shí)間快，負(fù)荷高，又達(dá)到降低設(shè)備投資成本。而且，能得出可利用的沼氣和水，保護(hù)環(huán)境。適用于各種有機(jī)污水處理。
文檔編號(hào)C02F3/28GK201850177SQ201020616130
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者梁近光, 潘心紅 申請(qǐng)人:廣西必佳微生物工程有限責(zé)任公司