專利名稱：錯(cuò)流式厭氧污泥床反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利是一種用于高濃度有機(jī)污水處理的厭氧反應(yīng)器，屬于污水處理、環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
由于厭氧生物處理工藝具有節(jié)能、運(yùn)行費(fèi)低、能產(chǎn)生沼氣(能源輸出)等特點(diǎn)，所以一般認(rèn)為針對(duì)高濃度有機(jī)廢水處理較宜先采用厭氧工藝，然后再采用好氧工藝作進(jìn)一步處理。目前，污水厭氧處理的主要工藝有厭氧濾器(AF)、厭氧流化床反應(yīng)器(AFB)、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)、厭氧顆粒污泥膨脹床反應(yīng)器(EGSB)、厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(1C)、厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)等。厭氧生物濾池(AF)是一個(gè)內(nèi)部填充有供微生物附著的填料的厭氧反應(yīng)器。填料浸沒在水中，微生物附著在填料上，也有部分懸浮在填料的孔隙間。污水流入?yún)捬跎餅V池，與濾料表面的微生物接觸，污水中的有機(jī)污染物被微生物截留、吸附和分解，以達(dá)到凈化的目的。對(duì)于成分復(fù)雜的高濃廢水，濾料容易堵塞。厭氧流化床(AFB)反應(yīng)器內(nèi)填充著粒徑小、比表面積大的載體，厭氧微生物組成的生物膜在載體表面生長，載體處于流化狀態(tài)，具有良好的傳質(zhì)條件，微生物易與廢水充分接觸。對(duì)于成分復(fù)雜的高濃廢水，存在濾料流失、濾料結(jié)塊的風(fēng)險(xiǎn)。UASB反應(yīng)器的主體部分是一個(gè)無填料的空容器，分為反應(yīng)區(qū)和沉降區(qū)兩部分。當(dāng)反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)，廢水以一定流速從底部布水系統(tǒng)進(jìn)入反應(yīng)器，通過污泥床向上流動(dòng)，料液與污泥中的微生物充分接觸并進(jìn)行生物降解，生成沼氣，沼氣以微小氣泡的形式不斷放出。微小氣泡在上升過程中將污泥托起，使污泥床有明顯膨脹。隨著產(chǎn)氣量增加，這種攪拌混合作用加強(qiáng)，引起污泥床表面略呈沸騰流化狀態(tài)。沉淀性能不太好的污泥顆?；蛐躞w在氣體的攪動(dòng)下，于反應(yīng)器上部形成懸浮污泥層。氣、水、泥混合液上升至三相分離器內(nèi)，沼氣在上升過程中碰到反射板受偏折，穿過水層進(jìn)入氣室，由導(dǎo)管排出反應(yīng)器。脫氣后的混合液進(jìn)入上部靜置的沉淀區(qū)，在重力作用下，進(jìn)一步進(jìn)行固、液分離，沉降下的污泥通過斜壁返回至反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累大量微生物，澄清的處理水從沉淀區(qū)溢流排出。對(duì)于成分復(fù)雜的高濃廢水，布水管的堵塞是經(jīng)常遇見的問題，由于水質(zhì)的波動(dòng)造成污泥的流失也會(huì)影響反應(yīng)器的效率。厭氧顆粒污泥膨脹床工藝(EGSB)，廢水由底部的布水器進(jìn)入反應(yīng)器，通過加大污泥床水流上升流速，增強(qiáng)攪拌混合和傳質(zhì)過程，提高處理效率，取得較高的容積負(fù)荷，存在底部布水故障、出水懸浮物高的風(fēng)險(xiǎn)。IC反應(yīng)器相當(dāng)上下兩個(gè)UASB反應(yīng)器的串聯(lián)運(yùn)行，下面一個(gè)反應(yīng)器具有很高的有機(jī)負(fù)荷率，起粗處理作用，上面一個(gè)反應(yīng)器的負(fù)荷低，起精處理作用。IC反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)施工要求高。反應(yīng)器高徑比大，一方面增加了進(jìn)水泵的動(dòng)力消耗，提高了運(yùn)行費(fèi)用；另一方面加快了水流上升速度，使出水中細(xì)微顆粒物比UASB多，加重了后續(xù)處理的負(fù)擔(dān)。其內(nèi)循環(huán)中泥水混合液的上升容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，使內(nèi)循環(huán)癱瘓，處理效果變差。ABR反應(yīng)器由若干組垂直折流板分為若干隔室，在處理高濃度污水時(shí)，前面的隔室以水解菌為主，后面的隔室以產(chǎn)甲烷菌為主，各個(gè)隔室的條件不同，為不同種的微生物創(chuàng)造了適宜的生壽環(huán)境。由于水質(zhì)的波動(dòng)，使發(fā)酵菌、產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌在不同隔室中的選擇性積累未發(fā)生時(shí)，處理效果就 會(huì)大受影響.本專利，結(jié)構(gòu)簡單，無堵塞，泥水混合充分，出水懸浮物極低，為高濃度廢水的處理提供了一個(gè)全新的問題解決方式。三、發(fā)明內(nèi)容本專利是為了提供一個(gè)結(jié)構(gòu)簡單的高效反應(yīng)器，用于處理高濃度的有機(jī)廢水。反應(yīng)器主要由主罐體I、導(dǎo)流反應(yīng)管2、三相分離器3、溢流槽4、循環(huán)泵5、循環(huán)管6、進(jìn)水泵7、進(jìn)水管8、集氣室9構(gòu)成。設(shè)置在主罐體I內(nèi)的導(dǎo)流反應(yīng)管2為主反應(yīng)區(qū)域，污水由上向下流動(dòng)；導(dǎo)流反應(yīng)管2外壁與主罐體I內(nèi)壁之間的空間形成的第二反應(yīng)室17，污水由下向上流動(dòng)。反應(yīng)器底部的污泥通過循環(huán)泵5、循環(huán)管6輸送到主罐體I的頂部位置，循環(huán)管6伸入主罐體，循環(huán)管6的出水跌落于導(dǎo)流反應(yīng)管2的液面。進(jìn)水泵7將原水泵入循環(huán)管6。導(dǎo)流反應(yīng)管2外壁與主罐體I內(nèi)壁之間的空間形成的第二反應(yīng)室17的上部設(shè)置三相分離器3及溢流槽4。具體發(fā)明內(nèi)容如下循環(huán)泵5安裝于主罐體I外，積聚在主罐體I底部的污泥及污水的混合物通過主罐體I底部的循環(huán)管6進(jìn)入循環(huán)泵5的入口，由循環(huán)泵5加壓后經(jīng)過循環(huán)管6到達(dá)主罐體I的頂部。進(jìn)水泵7將原水泵送至循環(huán)管6內(nèi)，原水、污泥、經(jīng)過處理的污水在循環(huán)管6內(nèi)得到混合，高濃度的原水得到接種及稀釋，有利于厭氧反應(yīng)的穩(wěn)定運(yùn)行。循環(huán)管6于主罐體I的頂部位置伸入主罐體1，出水跌落于導(dǎo)流反應(yīng)管2的液面并向四周散開。導(dǎo)流反應(yīng)管2安裝于主罐體I的內(nèi)部，其頂部高出主罐體溢流槽4的溢流液面，底部距離主罐體I的底部有適當(dāng)距離。污泥從導(dǎo)流反應(yīng)管2的頂部跌落后，分散于導(dǎo)流反應(yīng)管2的各個(gè)部位，處于懸浮狀態(tài)，有利于與污水的長時(shí)間充分接觸，保證了反應(yīng)效率，形成了反應(yīng)器的第一反應(yīng)室16，也是最主要的反應(yīng)區(qū)域。在導(dǎo)流反應(yīng)管2內(nèi)，污泥與污水向下流動(dòng)的過程中，由于密度的不同，與污水相比較，污泥將以較快的速度向底部移動(dòng)，這個(gè)速度差將促進(jìn)污泥和污水的接觸。由于厭氧反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體上升的過程中，將對(duì)污泥和污水產(chǎn)生持續(xù)的混合作用，使兩者的接觸更充分。污泥從導(dǎo)流反應(yīng)管2底部出來后，重新積聚在主罐體I的底部，將再次通過循環(huán)泵5到達(dá)反應(yīng)器的頂部。污水從第一反應(yīng)室16底部出來后，進(jìn)入導(dǎo)流反應(yīng)管2外壁與主罐體I內(nèi)壁之間的空間所形成的第二反應(yīng)室17，由下向上流動(dòng)并進(jìn)一步反應(yīng)。由于水的上升流動(dòng)及厭氧反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體的上升逸出，使第二反應(yīng)室17內(nèi)的污泥處于膨脹狀態(tài)，有利于反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。由于污水上升流速及該區(qū)域產(chǎn)氣量的限制，第二反應(yīng)室17內(nèi)的污泥膨脹高度得到限制，該區(qū)域頂部的懸浮物濃度顯著減少。第二反應(yīng)室17的頂部設(shè)置三相分離器3及溢流槽4，三相分離器3使氣、水、固三相進(jìn)一部分離，分離出的污泥將向下沉淀，氣體進(jìn)入主罐體I頂部的集氣室9，出水進(jìn)入溢流槽4排出反應(yīng)器。反應(yīng)器無需在體內(nèi)設(shè)置布水管道或設(shè)備而達(dá)到均勻布水，內(nèi)部無任何管道及電動(dòng)設(shè)備，長期地免于維護(hù)。[0020]第一反應(yīng)室16的污泥處于強(qiáng)制的懸浮狀態(tài)，保證了主要反應(yīng)的高效完成，提高了反應(yīng)器的整體效率。對(duì)于處理污染物濃度高的有機(jī)污水，第二反應(yīng)室17的較小上升流速，使泥水分離更徹底，有效地保證出水水質(zhì)及反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度。四
圖I為本專利反應(yīng)器的原理圖圖2為本專利反應(yīng)器的A-A剖面圖；圖3為本專利反應(yīng)器的B-B剖面圖；圖4為本專利反應(yīng)器的導(dǎo)流反應(yīng)管下支撐梁俯視圖(C-C剖面圖)；圖5為本專利反應(yīng)器的導(dǎo)流反應(yīng)管下支撐梁俯視圖圖6為本專利反應(yīng)器的導(dǎo)流反應(yīng)管(中心管)上固定梁俯視圖(D-D剖面圖)；圖7為本專利反應(yīng)器的三相分離器俯視圖(E-E剖面圖)；圖8為三相分離器局部圖；圖9為三相分離器局部圖。附圖中的標(biāo)號(hào)說明，主罐體I、導(dǎo)流反應(yīng)管2、三相分離器3、溢流槽4、循環(huán)泵5、循環(huán)管6、進(jìn)水泵7、進(jìn)水管8、集氣室9、導(dǎo)流反應(yīng)管下支撐梁10、排氣管11、導(dǎo)流反應(yīng)管上固定梁12、溢流堰13、三相分離器排氣孔14、三相分離器支撐板15、第一反應(yīng)室16、第二反應(yīng)室17。如圖I、圖2、圖3所示，本專利厭氧反應(yīng)器包括主罐體I、導(dǎo)流反應(yīng)管2、三相分離器3、溢流槽4、循環(huán)泵5、循環(huán)管6、進(jìn)水泵7、進(jìn)水管8、集氣室9、導(dǎo)流反應(yīng)管下支撐梁10、排氣管11、導(dǎo)流反應(yīng)管上固定梁12、溢流堰13、三相分離器支撐板15、第一反應(yīng)室16、第二反應(yīng)室17。在形狀、結(jié)構(gòu)及其結(jié)合上，主罐體I的底部做成錐底，具有一定的斜度，以有利于污泥積聚在主罐體I的底部。循環(huán)泵5安裝于主罐體I外，積聚在主罐體I底部的污泥及污水的混合物通過主罐體I底部的循環(huán)管6進(jìn)入循環(huán)泵5的入口，由循環(huán)泵5加壓后經(jīng)過循環(huán)管6到達(dá)主罐體I的頂部，循環(huán)管6于主罐體I的頂部位置伸入主罐體1，出水跌落于導(dǎo)流反應(yīng)管2的液面部位；進(jìn)水泵7將原水送至循環(huán)管6內(nèi)(循環(huán)泵5的入口前)，原水、污泥、經(jīng)過處理的污水在循環(huán)管6內(nèi)得到混合。導(dǎo)流反應(yīng)管2安裝于主罐體I的內(nèi)部。見圖I、圖2、圖3、圖4、圖5，導(dǎo)流反應(yīng)管2下端放在導(dǎo)流反應(yīng)管下支撐梁10上，距離主罐體I的底部有適當(dāng)距離。見圖I、圖2、圖3、圖6，導(dǎo)流反應(yīng)管2上端固定在導(dǎo)流反應(yīng)管上固定梁12上，導(dǎo)流反應(yīng)管2的頂部高出溢流槽4的溢流液面。污泥從導(dǎo)流反應(yīng)管2的頂部跌落后，分散于導(dǎo)流反應(yīng)管2的各個(gè)部位，處于懸浮狀態(tài)，有利于與污水的長時(shí)間充分接觸，保證了反應(yīng)效率，形成了反應(yīng)器的第一反應(yīng)室16，也是最主要的反應(yīng)區(qū)域。在導(dǎo)流反應(yīng)管2內(nèi)，污泥與污水向下流動(dòng)的過程中，由于密度的不同，與污水相比較，污泥將以較快的速度向底部移動(dòng)，這個(gè)速度差將促進(jìn)污泥和污水的接觸。由于厭氧反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體上升的過程中，將對(duì)污泥和污水產(chǎn)生持續(xù)的混合作用，使兩者的接觸更充分。污泥從導(dǎo)流反應(yīng)管2底部出來后，重新積聚在主罐體I的底部，將再次通過循環(huán)泵5到達(dá)反應(yīng)器主罐體I的頂部。[0037]污水從第一反應(yīng)室16底部出來后，進(jìn)入導(dǎo)流反應(yīng)管2外壁與主罐體I內(nèi)壁之間的空間所形成的第二反應(yīng)室17，由下向上流動(dòng)并進(jìn)一步反應(yīng)。由于水的上升流動(dòng)及厭氧反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體的上升逸出，使第二反應(yīng)室17內(nèi)的污泥處于膨脹狀態(tài)，有利于反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。由于污水上升流速及該區(qū)域產(chǎn)氣量的限制，第二反應(yīng)室17內(nèi)的污泥膨脹高度得到限制，該區(qū)域頂部的懸浮物濃度顯著減少。
見圖7、圖8、圖9,第二反應(yīng)室17的頂部設(shè)置三相分尚器3、三相分尚器支撐板15、溢流槽4、溢流堰13及排氣管11，三相分離器3上端直接固定在導(dǎo)流反應(yīng)管2上并高出溢流堰13，下端由三相分離器支撐板15固定在導(dǎo)流反應(yīng)管2上，三相分離器3上端設(shè)有三相分離器排氣孔14，三相分離器3的下端斜插至溢流槽4底部；溢流槽4固定在主罐體I上，排氣管11固定在主罐體I的頂板上。三相分離器3使氣、水、固三相進(jìn)一部分離，分離出的污泥將向下沉淀，出水進(jìn)入溢流槽4排出主罐體I，氣體進(jìn)入主罐體I頂部的集氣室9，再通過排氣管11排出主罐體I?！?br> 權(quán)利要求1.一種用于污水處理的厭氧反應(yīng)器，由主罐體I、導(dǎo)流反應(yīng)管2、三相分離器3、溢流槽4、循環(huán)泵5、循環(huán)管6、進(jìn)水泵7、進(jìn)水管8、集氣室9構(gòu)成，其特征在于設(shè)置在主罐體I內(nèi)的導(dǎo)流反應(yīng)管2為主反應(yīng)區(qū)域，污水由上向下流動(dòng)；導(dǎo)流反應(yīng)管2外壁與主罐體I內(nèi)壁之間的空間形成的第二反應(yīng)室17，污水由下向上流動(dòng)。
2.如權(quán)利要求I所述的厭氧反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器底部的污泥通過循環(huán)泵5、循環(huán)管6輸送到主罐體I的頂部位置，循環(huán)管6伸入主罐體，循環(huán)管6的出水跌落于導(dǎo)流反應(yīng)管2的液面。
3.如權(quán)利要求I或2所述的厭氧反應(yīng)器，其特征在于通過進(jìn)水泵7將原水泵入循環(huán)管6。
4.如權(quán)利要求I所述的厭氧反應(yīng)器，其特征在于導(dǎo)流反應(yīng)管2外壁與主罐體I內(nèi)壁之間的空間形成的第二反應(yīng)室17的上部設(shè)置三相分離器3及溢流槽4。
專利摘要本實(shí)用新型提供錯(cuò)流式厭氧污泥床反應(yīng)器，是用于高濃度有機(jī)污水處理的厭氧反應(yīng)器，屬于環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排的技術(shù)領(lǐng)域。解決了一般反應(yīng)器存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、堵塞、泥水混合不充分、出水懸浮物高的問題。反應(yīng)器的主罐體1為柱狀，導(dǎo)流反應(yīng)管2垂直安裝于主罐體1內(nèi)部，主罐體1底部的污泥被循環(huán)泵5泵送到主罐體1頂部，污泥與污水在循環(huán)管6中混合后從主罐體1頂部跌落于導(dǎo)流反應(yīng)管2頂部，進(jìn)入第一反應(yīng)室16，由于向下流動(dòng)的速度差及反應(yīng)產(chǎn)氣的攪拌，污泥與污水在導(dǎo)流反應(yīng)管2內(nèi)向下流動(dòng)的同時(shí)得以繼續(xù)混合，解決了布水管堵塞、布水及混合均勻的關(guān)鍵問題。污水流出導(dǎo)流反應(yīng)管2后進(jìn)入導(dǎo)流反應(yīng)管2外壁與主罐體1內(nèi)壁間的第二反應(yīng)室17，緩慢向上流出反應(yīng)器，保證了污泥的沉降分離，出水懸浮物低。
文檔編號(hào)C02F11/04GK202671366SQ20122023759
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者李罕, 潘炳新 申請(qǐng)人:深圳市啟明環(huán)境技術(shù)有限公司