本發(fā)明涉及一種厭氧反應(yīng)器，具體涉及一種厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

從宏觀上來看IC（Internal Iirculation）厭氧反應(yīng)器就是一個完全混合態(tài)的厭氧反應(yīng)器（一級反應(yīng)區(qū)）和一個以推流狀態(tài)工作的厭氧反應(yīng)器（二級反應(yīng)區(qū)）沿著縱向串聯(lián)工作所構(gòu)成的一個復(fù)合型反應(yīng)器。因為IC反應(yīng)器充分利用了完全混合反應(yīng)器抗沖擊負荷能力強以及推流反應(yīng)器出水水質(zhì)好的特點，所以這種厭氧反應(yīng)器具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

但是，這種反應(yīng)器也存在不足之處。其一是IC反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)比普通厭氧反應(yīng)器復(fù)雜，因此對設(shè)計和安裝的要求都很高。其二是這種反應(yīng)器對一級反應(yīng)區(qū)內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的可靠性要求高。如果出現(xiàn)故障那么這個反應(yīng)區(qū)的流態(tài)將發(fā)生改變。原有的完全混合狀態(tài)將變成非常復(fù)雜的一種流態(tài)甚至?xí)霈F(xiàn)短流的現(xiàn)象，使得整個處理系統(tǒng)的處理效果下降。另外，一級反應(yīng)區(qū)失去了一定混合的強度后，顆粒污泥賴以留存的水力負荷條件將不復(fù)存在，原有的膨脹狀態(tài)會變成了沉積狀態(tài)，顆粒污泥和廢水之間的質(zhì)量傳遞過程會受到影響。

為了解決一級反應(yīng)區(qū)混合物的內(nèi)循環(huán)問題，現(xiàn)有技術(shù)是在一級反應(yīng)區(qū)頂端設(shè)有三相分離器，在三相分離器的集氣槽上設(shè)有上升管，通過密度差和氣體提升共同作用（一級反應(yīng)區(qū)混合物密度低于水）將一級反應(yīng)區(qū)的混合物送入氣水分離箱。經(jīng)過氣水分離后混合物密度降低，借助氣水分離箱與反應(yīng)器的出水渠之間的水位差，將混合物送回到一級反應(yīng)區(qū)。

傳統(tǒng)的IC內(nèi)循環(huán)流反應(yīng)器是利用一級反應(yīng)區(qū)混合物與水的密度差作為驅(qū)動力，即正常運行情況下氣水分離箱的水位與反應(yīng)器出水水位之間的高差。利用這個推動力，來推動一級反應(yīng)區(qū)內(nèi)的混合物質(zhì)在內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)中流動。傳統(tǒng)的IC內(nèi)循環(huán)流反應(yīng)器有如下缺點：

1、一級反應(yīng)區(qū)混合物在上升和下降過程中容易產(chǎn)生堵塞；

內(nèi)回流系統(tǒng)的工作狀態(tài)非常復(fù)雜，而且一級反應(yīng)區(qū)污泥含量非常高（一般在7-12g/l之間）。此外，不同擾動狀態(tài)的各個區(qū)域的密度是不同的，泥水混合物的流動性很難準確描述。如果在工程設(shè)計過程中對一級反應(yīng)區(qū)混合物循環(huán)動力計算出現(xiàn)錯誤，或者對一級反應(yīng)區(qū)產(chǎn)氣量計算出現(xiàn)錯誤都將導(dǎo)致整個內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的動力不足，都將使內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的高程設(shè)計出現(xiàn)問題，從而導(dǎo)致內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的癱瘓。

2、內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性差：

傳統(tǒng)的IC內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性差，不能根據(jù)所處理廢水的實際情況來調(diào)節(jié)其本身的工作狀況。一旦投入運行內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的工作將在固定的狀態(tài)下工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器，其利用整個反應(yīng)器進水所攜帶的能量推動內(nèi)循環(huán)過程，使得一級反應(yīng)區(qū)混合物在上升和下降過程中不會產(chǎn)生堵塞，且通過在氣水分離箱內(nèi)裝有高度可調(diào)的溢流堰，使內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的工作狀態(tài)可以得到調(diào)整。

本發(fā)明的目的是采用如下技術(shù)手段來實現(xiàn)的：一種厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器，包括反應(yīng)器筒體，所述反應(yīng)器筒體內(nèi)從下至上設(shè)有第一反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)，所述第一反應(yīng)區(qū)底部設(shè)有導(dǎo)流裝置，導(dǎo)流裝置的上游端與進水管連通，所述導(dǎo)流裝置的下游端與第一反應(yīng)區(qū)相通，所述反應(yīng)器筒體的頂端設(shè)有氣水分離箱，所述氣水分離箱的上部設(shè)有沼氣出口，用于與沼氣管連接，所述氣水分離箱內(nèi)設(shè)有高度可調(diào)的溢流堰，將氣水分離箱分隔為混合液上升區(qū)和混合液下降區(qū)，所述氣水分離箱的混合液下降區(qū)底部通過回流管與導(dǎo)流裝置的上游端連通，所述第一反應(yīng)區(qū)的上部設(shè)有第一三相分離器，所述第一三相分離器的集氣槽通過上升管與氣水分離箱的混合液上升區(qū)連通，所述第二反應(yīng)區(qū)的上部設(shè)有第二三相分離器，所述第二三相分離器的集氣槽通過上升管與氣水分離箱的混合液上升區(qū)連通，所述反應(yīng)器筒體的頂部設(shè)置有連通出水管的集水渠，所述集水渠位于第二三相分離器上方。

所述進水管、回流管以及導(dǎo)流裝置的上游端之間通過三通管連接，所述三通管的第一管口與回流管的下端連接，所述三通管的第二管口與導(dǎo)流裝置的上游端連接，所述三通管的第三管口與進水管連接。三通管的第一管口與第二管口同軸心線，與第三管口的軸心線垂直，使進水管與回流管垂直。

所述導(dǎo)流裝置的上游端高于其下游端。

所述導(dǎo)流裝置包括錐形導(dǎo)流筒和導(dǎo)流錐，所述導(dǎo)流錐位于錐形導(dǎo)流筒內(nèi)，且所述錐形導(dǎo)流筒與導(dǎo)流錐同軸心線，在導(dǎo)流錐與錐形導(dǎo)流筒之間形成導(dǎo)流通道，所述錐形導(dǎo)流筒的上端與回流管的下端固定連接。

所述導(dǎo)流錐固定在反應(yīng)器筒體的底面。

高度可調(diào)的溢流堰包括固定板和可調(diào)板，所述可調(diào)板上沿縱向開設(shè)有螺栓槽孔，所述固定板設(shè)有螺栓孔，與可調(diào)板的螺栓槽孔對應(yīng)，所述固定板的螺栓孔中安裝有螺栓，所述螺栓穿過可調(diào)板的螺栓槽孔，通過鎖緊螺母將可調(diào)板與固定板鎖緊固定，形成將氣水分離箱分隔為混合液上升區(qū)和混合液下降區(qū)的溢流堰板，所述溢流堰板縱向固定在氣水分離箱內(nèi)，與氣水分離箱的軸心線平行。所述的可調(diào)節(jié)板，高度可調(diào)并與固定板采用螺栓連接，兩端與氣水分離箱內(nèi)壁采用滑動密封槽配合。

所述溢流堰板的固定板與氣水分離箱內(nèi)壁固定連接，所述溢流堰板的可調(diào)板與氣水分離箱內(nèi)壁滑動配合。

氣水分離箱內(nèi)壁設(shè)有用于與溢流堰板的可調(diào)板滑動密封配合的滑槽，該滑槽內(nèi)安裝有滑槽密封膠條。

所述氣水分離箱的下部為圓錐形，溢流堰板與氣水分離箱的軸心線之間有間距，所述氣水分離箱的軸心線與回流管的軸心線位于同一條直線上。使回流管與氣水分離箱的錐底連通。

所述第一三相分離器、第二三相分離器的結(jié)構(gòu)相同，該三相分離器結(jié)構(gòu)包括集氣槽和集氣罩，所述集氣罩為開口向下的V型。所述集氣槽上安裝有上升管，用于與氣水分離箱的混合液上升區(qū)連通。集氣槽上設(shè)有回流管過孔。集氣槽和集氣罩均固定在反應(yīng)器筒體內(nèi)壁上。

優(yōu)選地，進水管的軸心線與導(dǎo)流裝置的上游端的之間的距離H2為0.5-1.0米。

所述氣水分離箱通過支架支撐在反應(yīng)器筒體的頂端。

集水渠設(shè)鋸齒形三角堰。

本發(fā)明的有益效果為：反應(yīng)器筒體內(nèi)從下至上設(shè)有第一反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)。在第一反應(yīng)區(qū)底部設(shè)導(dǎo)流裝置，導(dǎo)流裝置的上游端與進水管和下降管連通，導(dǎo)流裝置的下游端與反應(yīng)器筒體內(nèi)第一反應(yīng)區(qū)相通。通過將進水管、下降管以及導(dǎo)流裝置連接，構(gòu)成一級反應(yīng)區(qū)的布水系統(tǒng)，利用整個反應(yīng)器進水所攜帶的富裕能量來推動內(nèi)循環(huán)過程，使得整個內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的動力充裕。即使在工程設(shè)計過程中對一級反應(yīng)區(qū)混合物循環(huán)動力計算不夠準確的情況下，都不會使內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)癱瘓。而且在反應(yīng)器投入運行過程中遇到一級反應(yīng)區(qū)產(chǎn)氣量低內(nèi)循環(huán)動力不足的情況下，利用本循環(huán)系統(tǒng)依然可以實現(xiàn)一級反應(yīng)區(qū)的內(nèi)循環(huán)過程。

反應(yīng)器筒體頂端的氣水分離箱由高度可調(diào)的溢流堰板分隔為混合液上升區(qū)和混合液下降區(qū)兩個部分，混合液下降區(qū)底部通過下降管與導(dǎo)流裝置的上游端連通，而氣水分離箱的混合液上升區(qū)分別與第一反應(yīng)區(qū)的上部的第一三相分離器的集氣槽上升管，以及第二反應(yīng)區(qū)的上部的第二三相分離器的集氣槽上升管相連接。通過在氣水分離箱內(nèi)設(shè)有高度可調(diào)的溢流堰，將氣水分離箱分隔為混合液上升區(qū)和混合液下降區(qū)。在密度差值不足以推整個內(nèi)循環(huán)過程的情況下，可將可調(diào)堰的堰板降低， 這種結(jié)構(gòu)使得IC內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性好，可以根據(jù)所處理廢水的實際情況來調(diào)節(jié)其本身的工作狀況。當一級反應(yīng)區(qū)產(chǎn)氣量不足或者氣水分離箱安裝高度值無法準確求定的情況下，可以調(diào)整可調(diào)堰板的高度，使上升管中的混合物越過溢流堰，利用其自身的水頭回流到一級反應(yīng)區(qū)。這種結(jié)構(gòu)不但簡化了設(shè)計過程，而且在運行過程中可以根據(jù)實際情況靈活調(diào)整內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的回流量。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的導(dǎo)流裝置的安裝示意圖；

圖3為本發(fā)明的厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的第一三相分離器的平面示意圖。

附圖中，1為反應(yīng)器筒體，2為導(dǎo)流裝置，21為錐形導(dǎo)流筒，22為導(dǎo)流錐，3為三通管，4為進水管，5為回流管，6為第一反應(yīng)區(qū)，7為第一三相分離器，71為集氣罩，8為第二反應(yīng)區(qū)，9為第二三相分離器，10為上升管，11為集氣槽，111為回流管過孔，12為集水渠，13為出水管，14為氣水分離箱，15為高度可調(diào)的溢流堰，16為混合液上升區(qū)，17為混合液下降區(qū)，18為沼氣管。

具體實施方式

參見圖1至圖3，一種厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器，包括反應(yīng)器筒體1以及位于筒體頂端的氣水分離箱14。所述反應(yīng)器筒體1內(nèi)從下至上設(shè)有第一反應(yīng)區(qū)6和第二反應(yīng)區(qū)8，所述反應(yīng)器筒體1的底部設(shè)有進水管4和導(dǎo)流裝置2，所述進水管4與導(dǎo)流裝置2的上游端連通，所述導(dǎo)流裝置2的下游端與反應(yīng)器筒體1內(nèi)第一反應(yīng)區(qū)6相通。所述氣水分離箱14通過支架支撐在反應(yīng)器筒體1的頂端。所述氣水分離箱14的上部設(shè)有沼氣出口，用于與沼氣管18連接，所述氣水分離箱14內(nèi)設(shè)有高度可調(diào)的溢流堰15，將氣水分離箱14分隔為混合液上升區(qū)16和混合液下降區(qū)17，所述氣水分離箱14的混合液下降區(qū)17底部通過回流管5與導(dǎo)流裝置2的上游端連通，所述第一反應(yīng)區(qū)6的上部設(shè)有第一三相分離器7，所述第一三相分離器7的集氣槽11通過上升管10與氣水分離箱14的混合液上升區(qū)16連通，所述第二反應(yīng)區(qū)8的上部設(shè)有第二三相分離器9，所述第二三相分離器9的集氣槽11通過上升管10與氣水分離箱14的混合液上升區(qū)16連通，所述反應(yīng)器筒體1的頂部設(shè)置有連通出水管13的集水渠12，所述集水渠12位于第二三相分離器9上方。本實施例的集水渠設(shè)鋸齒形三角堰。所述進水管4、回流管5以及導(dǎo)流裝置2的上游端之間通過三通管3連接，所述三通管3的第一管口與回流管5的下端連接，所述三通管3的第二管口與導(dǎo)流裝置2的上游端連接，所述三通管3的第三管口與進水管4連接。三通管3的第一管口與第二管口同軸心線，與第三管口的軸心線垂直，使進水管4與回流管5垂直。所述導(dǎo)流裝置2的上游端高于其下游端。

所述導(dǎo)流裝置2包括錐形導(dǎo)流筒21和導(dǎo)流錐22，所述導(dǎo)流錐22位于錐形導(dǎo)流筒21內(nèi)，且所述錐形導(dǎo)流筒21與導(dǎo)流錐22同軸心線，在導(dǎo)流錐22與錐形導(dǎo)流筒21之間形成導(dǎo)流通道，所述錐形導(dǎo)流筒21的上端與回流管5的下端固定連接。錐形導(dǎo)流筒21上大下小，導(dǎo)流筒頂部為其上游端。所述導(dǎo)流錐22固定在反應(yīng)器筒體1的底面。進水管4的軸心線與導(dǎo)流裝置2的上游端的之間的距離H2為0.5-1.0米。

高度可調(diào)的溢流堰15包括固定板和可調(diào)板，所述可調(diào)板上沿縱向開設(shè)有螺栓槽孔，所述固定板設(shè)有螺栓孔，與可調(diào)板的螺栓槽孔對應(yīng)，所述固定板的螺栓孔中安裝有螺栓，所述螺栓穿過可調(diào)板的螺栓槽孔，通過鎖緊螺母將可調(diào)板與固定板鎖緊固定，形成將氣水分離箱14分隔為混合液上升區(qū)16和混合液下降區(qū)17的溢流堰板?？烧{(diào)板可以上下移動，確定好高度后與固定板用螺栓固定。所述溢流堰板縱向固定在氣水分離箱14內(nèi)，與氣水分離箱14的軸心線平行。所述溢流堰板的固定板與氣水分離箱14內(nèi)壁固定連接，所述溢流堰板的可調(diào)板與氣水分離箱14內(nèi)壁滑動配合。氣水分離箱14內(nèi)壁設(shè)有用于與溢流堰板的可調(diào)板滑動密封配合的滑槽?；蹆?nèi)安裝有滑槽密封膠條。所述氣水分離箱14的下部為圓錐形，溢流堰板與氣水分離箱14的軸心線之間有間距，所述氣水分離箱14的軸心線與回流管5的軸心線位于同一條直線上。使回流管5與氣水分離箱14的錐底連通。

所述第一三相分離器7、第二三相分離器9的結(jié)構(gòu)相同，該三相分離器結(jié)構(gòu)包括集氣槽11和集氣罩71，所述集氣罩為開口向下的V型。所述集氣槽11上安裝有上升管10，用于與氣水分離箱14的混合液上升區(qū)16連通。集氣槽11上設(shè)有回流管過孔111。集氣槽11和集氣罩71均固定在反應(yīng)器筒體內(nèi)壁上。

在設(shè)計過程中無需利用那些繁瑣的數(shù)學(xué)和流體力學(xué)模型來確定氣水分離箱14的安裝高度。只需確定一級反應(yīng)區(qū)混合物與相同溫度下水密度差值的大體范圍，決定氣水分離箱14最低安裝高即可。在反應(yīng)器投入運行后調(diào)整高度可調(diào)的溢流堰15板的高度來調(diào)整回流量，將一級反應(yīng)區(qū)的水力條件控制在顆粒污泥生長所需要的最佳范圍內(nèi)。

本發(fā)明不僅僅局限于上述實施例，在不背離本發(fā)明技術(shù)方案原則精神的情況下進行些許改動的技術(shù)方案，應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍。