模塊化智能厭氧反應系統的制作方法
【專利摘要】一種模塊化智能厭氧反應系統，包括總進水管和至少一個厭氧反應單元，各個厭氧反應單元的進水管均與總進水管連接；每個厭氧反應單元的進水管上均連接有流量計和電動閥門，根據流量計反饋的污水流量調節(jié)電動閥門的開度，以控制每個厭氧反應單元中的進水量，使每個厭氧反應單元的達到最佳運行狀態(tài)。此外還在每個厭氧反應單元內增設機械提升管。該系統便于制造和運輸，能夠根據廢水處理量選擇厭氧反應單元的啟用數量，在不使用氮氣和顆粒污泥的情況下保證了快速啟動，降低了能耗，提高了處理效果和使用壽命長。
【專利說明】模塊化智能厭氧反應系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于廢水處理的厭氧反應系統，屬于廢水厭氧反應處理【技術領域】。

【背景技術】
[0002]廢水處理過程中，厭氧反應發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過程。在厭氧狀態(tài)下產生的沼氣(主要是甲烷和二氧化碳)引起了內部的循環(huán)，這對于顆粒污泥的形成和維持有利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒有附著的氣體向反應器頂部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應器氣體發(fā)射器的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。
[0003]現階段用于廢水處理的各種厭氧反應器基本是鋼制和混凝土兩種，鋼制的占比70-90%，這兩類厭氧反應器的缺點是必須在現場室外施工(由于尺寸巨大無法運輸)。對于混凝土厭氧反應器，占地面積大。對于鋼制厭氧反應器，由于施工環(huán)境的原因使得對整個罐體的焊接、焊接后的除銹防腐處理以及施工安全等方面變得非常困難，甚至無法按規(guī)范完成，造成了現階段厭氧反應器尺寸大小不一，質量良莠不齊，使用壽命短。由于厭氧反應器外形巨大，不但造成運輸困難；
[0004]此外，更重要的是，現有鋼制厭氧反應器在啟動時，大都需要使用氮氣(通過制氮機制氮)或顆粒污泥啟動并跟有二沉池，處理成本高，啟動效率低、時間長。
[0005]目前亟需一種尺寸統一、能夠任意組合、可根據污水處理量自行調整、啟動快、使用壽命長的廢水處理的厭氧反應系統。


【發(fā)明內容】

[0006]本實用新型針對現有厭氧生物反應技術存在的不足，提供一種運輸方便、能耗低、啟動快速、處理量可調節(jié)、處理效果好、使用壽命長且不需要二沉池的模塊化智能厭氧反應系統。
[0007]本實用新型的模塊化智能厭氧反應系統，采用下述技術方案:
[0008]該系統，包括總進水管和至少一個厭氧反應單元，各個厭氧反應單元的進水管均與總進水管連接；每個厭氧反應單元的進水管上均連接有流量計和電動閥門，根據流量計反饋的污水流量調節(jié)電動閥門的開度，以控制每個厭氧反應單元中的進水量，使每個厭氧反應單元的達到最佳運行狀態(tài)。
[0009]流量計和電動閥門均與控制器連接?？刂破鞲鶕髁坑嫹答伒奈鬯髁?，控制電動閥門的開度，以控制每個厭氧反應單元中的進水量，保證每個厭氧反應單元處于最佳的處理效果。
[0010]厭氧反應單元包括池體，池體的底部設置有進水管，池體的底部設置有排泥管；池體內自下至上依次分為污泥富集區(qū)、反應區(qū)和沉淀過濾區(qū)，自下至上至少設置一級反應區(qū)，每級反應區(qū)的上部設有氣固液分離區(qū)，沉淀過濾區(qū)的上方設置有出水堰，出水堰上設有出水管；池體頂部設置有氣水分離罐，氣水分離罐與污泥富集區(qū)之間連接有氣提管，氣水分離罐與最下一級反應區(qū)底部之間連接有回流管，氣水分離罐與污泥富集區(qū)內部之間還連接有機械提升管，機械提升管上連接有提升泵。
[0011]池體呈柱狀，外徑不大于3.5米。以便于規(guī)范制造和運輸。
[0012]各個厭氧反應單元并聯使用，根據所需處理廢水的總量確定厭氧反應單元的開啟數量。運行時，廢水由總進水管進入，控制開啟的每個厭氧反應單元中的進水量，保證每個厭氧反應單元處于最佳的處理效果。廢水進入厭氧反應單元的污泥富集區(qū)，啟動提升泵，將底部污泥和廢水混合液提升至氣水分離罐再通過回流管回流，在初始沼氣量不足的情況下無需使用氮氣或顆粒污泥，實現泥水快速傳質，縮短啟動時間。氣固液沿氣提管到達氣水分離罐，在氣水分離罐內氣體釋放，水與污泥沿回流管又返回最下一級反應區(qū)下部，在最下一級反應區(qū)內再次形成氣固液，然后一起上升至各級氣固液分離區(qū)，并實現氣固液分離，清液經出水堰排出池體外，污泥在重力的作用下向池底沉降，沼氣沿各級沼氣管進入氣水分離罐。池體產生的顆粒污泥經排泥管定期排出池外。
[0013]本實用新型通過各個厭氧反應單元的并聯使用，減小了厭氧反應單元的體積，便于制造和運輸，保證了質量，能夠根據廢水處理量選擇厭氧反應單元的啟用數量，并使每個厭氧反應單元的達到最佳的處理效果，同時在厭氧反應單元中增加了機械提泥，在不使用氮氣和顆粒污泥的情況下保證了快速啟動，降低了能耗，提高了處理效果和使用壽命長，同時不需要使用二沉池。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型模塊化智能厭氧反應系統的結構示意圖。
[0015]圖2是本實用新型中厭氧反應單元的結構示意圖。
[0016]圖中:1、厭氧反應單元，2、總進水管，3、第一級反應區(qū)、4、一級氣固液分離區(qū)，5、沉淀過濾區(qū)，6、氣水分離罐，7、出水堰，8、進水管，9、排泥管，10、回流管，11、第二級反應區(qū)，12、氣提管，13、出水管，14、污泥富集區(qū)，15、吸口，16、池體，17、氣提口，18、流量計，19、電動閥門，20、PLC (可編程控制器)，21、提升泵，22、吸管，23、機械提升管。

【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，本實用新型的模塊化智能厭氧反應系統包括至少一個厭氧反應單元I，各個厭氧反應單元I的進水管8 (參見圖2)均與總進水管2連接，各個厭氧反應單元并聯使用。每個厭氧反應單元I的進水管8上均可連接有流量計18和電動閥門19，流量計18和電動閥門19均與PLC (可編程控制器)20連接，PLC20控制流量計18和電動閥門19的運行。根據需要處理的廢水量，選擇啟用的厭氧反應單元I的數量，每個厭氧反應單元中PLC20根據流量計18反饋的污水流量，控制電動閥門19的開度，以控制每個厭氧反應單元中的進水量，保證每個厭氧反應單元處于最佳的運行狀態(tài)，獲得最佳的處理效果，也就是進水量和處理量均衡，在最短的時間內使廢水達到排放要求。
[0018]厭氧反應單元I可以采用現有各種厭氧反應器，也可以采用本實用新型給出的如圖2所示的厭氧反應單元。
[0019]如圖2所示，厭氧反應單元主要包括采用鋼結構的池體16，池體16內自下至上依次分為污泥富集區(qū)14、反應區(qū)和沉淀過濾區(qū)5，反應區(qū)至少設置有一級，圖2中為兩級，即第一級反應區(qū)3和第二級反應區(qū)11，第一級反應區(qū)3的上部設有一級氣固液分離區(qū)4，第二級反應區(qū)11的上部設有二級氣固液分離區(qū)，氣固液分離區(qū)內均設置有三相分離器。污泥富集區(qū)14為一錐形罩圍成的區(qū)域。沉淀過濾區(qū)5的上方設置有出水堰7，出水堰7上設有出水管13。設置沉淀過濾區(qū)可省去二沉池。池體16呈柱狀，其直徑不大于3.5米，以便于室內焊接和防腐處理，也便于運輸。
[0020]池體16的頂部設置有氣水分離罐6，氣水分離罐6與污泥富集區(qū)14內部之間連接有氣提管12，氣水分離罐6與第一級反應區(qū)3的底部之間連接有回流管10，氣提管12上設置有氣提口 17。氣提管12將污泥富集區(qū)14內的高濃度污泥和高濃廢水混合液提升至氣水分離罐6，借助高效傳質，達到顆粒污泥快速生長的目的。分離后的泥水經回流管10自流回第一級反應區(qū)3。
[0021]池體16的底部設置有伸入污泥富集區(qū)14內的進水管8。池體I的底部還設置有排泥管9，排泥管9上設置有排泥閥，形成排泥系統，排泥時打開控制閥，通過自壓排出。
[0022]氣水分離罐6與污泥富集區(qū)14內部之間還連接有機械提升管23，機械提升管23可以設置在氣提管12內部，沿氣提管12內部由下至上伸入氣水分離罐6，也可以在氣提管12外部，與氣提管12并排。機械提升管23與提升泵21的出口連接，提升泵21的進口與吸管22連接，吸管22伸入污泥富集區(qū)14內，吸管22上在不同方向分布有吸口 15。提升泵21可以設置在池體16的外部，也可以設置在污泥富集區(qū)14內。提升泵21設置在污泥富集區(qū)14內時可以不用吸管22。這樣在初始啟動階段，可以通過提升泵21將底部污泥和廢水混合液提升至氣水分離罐6再回流的循環(huán)方式，加速啟動，縮短啟動時間，而無需使用氮氣或顆粒污泥。提升泵21可與PLC20連接，由PLC20控制提升泵21的啟動及運行時間。
[0023]上述模塊化智能厭氧反應系統的運行過程，如下所述:
[0024]廢水由總進水管2進入，根據所需處理廢水的總量確定厭氧反應單元I的開啟數量，由需要開啟的厭氧反應單元I的PLC控制其進水管8上的電動閥門19開啟，開度由PLC20根據流量計18反饋的廢水流量控制，以控制開啟的每個厭氧反應單元中的進水量，使進水量和處理量均衡，在最短的時間內使廢水達到排放要求，保證每個厭氧反應單元處于最佳的運行狀態(tài)，獲得最佳的處理效果。
[0025]廢水進入厭氧反應單元后，首先進入污泥富集區(qū)14，由PLC20控制提升泵21啟動，將底部污泥和廢水混合液提升至氣水分離罐6再通過回流管10回流，在初始沼氣量不足的情況下無需使用氮氣或顆粒污泥，實現泥水快速傳質，縮短啟動時間。
[0026]隨著運行時間的增加，污泥富集區(qū)14產氣量增加，使污泥富集區(qū)14內水密度降低，于是在外界壓力的作用下氣固液沿氣提管12到達氣水分離罐6，在氣水分離罐6內氣體釋放，水與污泥沿回流管10又返回第一級反應區(qū)3下部，在第一級反應區(qū)3內仍存在厭氧菌對有機物的降解，同時產生沼氣，再次形成氣固液，然后一起上升至一級氣固液分離區(qū)和二級氣固液分離區(qū)，并通過一級氣固液分離區(qū)和二級氣固液分離區(qū)內的三相分離器實現氣固液分離。清液經沉淀過濾區(qū)5和出水堰7沿出水管13排出池體外，污泥在重力的作用下向池底沉降，因此不需要再使用二沉池沉淀。沼氣沿一級沼氣管16和二級沼氣管15進入氣水分離罐6。池體16產生的顆粒污泥經排泥管9定期排出池外。
[0027]污泥富集區(qū)14內污泥濃度高，產氣量大，其內水的密度小，與上部形成明顯的密度差，氣水混合液提升至氣水分離罐6，形成循環(huán)。第一級反應區(qū)3內污泥濃度低，氣提管12內與管外形成明顯的密度差，氣水混合液提升至氣水分離罐6，污泥富集區(qū)14內的氣水混合液上升，污泥富集區(qū)14內形成負壓，第一級反應區(qū)3內泥水混合液快速補充。第一級反應區(qū)3內產生的大量沼氣也造成內外密度差，使氣液通過氣提口 17沿氣提管12上升，也形成循環(huán)。通過氣提管12和機械提升管23的雙重提升，形成強烈傳質和強化循環(huán)，污泥富集區(qū)14是使泥水混合充分、傳質效率最高的地方。在第一級反應區(qū)3內微生物與有機污染物充分吸附降解，是污染物去除最高的地方。氣水分離罐6連接污泥富集區(qū)2和第一級反應區(qū)3，目的在于讓高濃度的有機廢水在短時間內與微生物充分接觸，為顆粒物的快速繁殖提供充足的營養(yǎng)物質，促進生物繁殖，同時借助高速剪切，沖刷，形成顆粒污泥。以上各級反應區(qū)內隨著有機物濃度的降低，污泥濃度和沼氣的量都降低，主要起到輔助沉淀的作用。
【權利要求】
1.一種模塊化智能厭氧反應系統，包括總進水管和至少一個厭氧反應單元，其特征是:各個厭氧反應單元的進水管均與總進水管連接；每個厭氧反應單元的進水管上均連接有流量計和電動閥門。
2.根據權利要求1所述的模塊化智能厭氧反應系統，其特征是:所述流量計和電動閥門均與控制器連接。
3.根據權利要求1所述的模塊化智能厭氧反應系統，其特征是:所述厭氧反應單元包括池體，池體的底部設置有伸入污泥富集區(qū)內的進水管，池體的底部設置有排泥管；池體內自下至上依次分為污泥富集區(qū)、反應區(qū)和沉淀過濾區(qū)，自下至上至少設置一級反應區(qū)，每級反應區(qū)的上部設有氣固液分離區(qū)，沉淀過濾區(qū)的上方設置有出水堰，出水堰上設有出水管；池體頂部設置有氣水分離罐，氣水分離罐與污泥富集區(qū)之間連接有氣提管，氣水分離罐與最下一級反應區(qū)底部之間連接有回流管，氣水分離罐與污泥富集區(qū)內部之間還連接有機械提升管，機械提升管上連接有提升泵。
4.根據權利要求3所述的模塊化智能厭氧反應系統，其特征是:所述池體呈柱狀，外徑不大于3.5米。
【文檔編號】C02F3/28GK204151136SQ201420571824
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權日:2014年9月30日
【發(fā)明者】許中華 申請人:許中華