本實用新型涉及環(huán)境工程技術領域，具體涉及一種污泥厭氧生物反應器，屬于石化污泥減量化、資源化和無害化技術。

背景技術：

石化行業(yè)污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥中含有大量病原菌、重金屬(如鉛、鉻、鎘等)，以及多氯聯(lián)苯、二嗯英、多環(huán)芳烴等難降解的有毒有害物，穩(wěn)定性差，并常伴有惡臭氣味，且污泥中有機物含量低、可生化性差、處理困難。隨著國家對環(huán)境保護要求的提高，對污泥的處理也提出了更嚴格的要求。

目前，含油污泥已被列入《國家危險廢物目錄》中的廢礦物油類，必須對含油污泥進行無害化處理。國內(nèi)外處理含油污泥的方法一般有：焚燒法、熱洗滌法、溶劑萃取法、化學破乳法、固液分離法等。然而由于投資、處理效果及操作成本等原因，大部分石化污泥處理的技術未能在國內(nèi)普及應用。

厭氧消化具有可以有效地減少污泥體積、穩(wěn)定污泥的性質、減少污泥惡臭、提高污泥的衛(wèi)生質量、降低污泥中污染物含量等優(yōu)點。然而，目前研究發(fā)現(xiàn)石化污泥厭氧生化轉化效率較低、工藝復雜、且厭氧消化過程對石化污泥中的有機污染物不能有效的降解，核心原因在于缺乏高效的厭氧生物轉化裝備。

經(jīng)過對污泥厭氧生物轉化相關的方法和裝備的相關專利進行檢索，其結果如下：專利號CN 103508617 A公布了一種石化污泥減量化的方法及其處理裝置，報道將超聲與氧化性氣體聯(lián)合預處理污泥，然后對污泥進行厭氧消化處理，該方法可以一定程度上實現(xiàn)污泥的減量化，但是存在著工藝復雜、投資和運行成本高、反應器傳質效率不高、污染物降低幅度低等缺點。另有文獻報道用超聲波預處理，然后厭氧消化進行減量化，該種方法對剩余污泥的處理減量可以達到25％，但石化污泥與普通的城市污泥明顯不同，且該種方法對污泥減量化程度略低，對石化污泥不一定適用。李海濤等(2013)研究了厭氧折流板反應器在厭氧消化處理石化剩余污泥的研究，研究發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，且生物轉化效率低，對有機污染物不能有效的去除。

綜上，這些限制因素嚴重影響了石化污泥的減量化、無害化及資源化利用。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術問題，本實用新型的目的在于提供一種污泥厭氧生物反應器，能夠使污泥與微生物充分接觸，利于提高污泥厭氧消化的效率，利于實現(xiàn)石化污泥的無害化、減量化和資源化，利于降低石化污泥厭氧消化投資成本及運行成本。

為實現(xiàn)上述技術目的，本實用新型采用以下的技術方案：

污泥厭氧生物反應器，包括罐體，所述罐體內(nèi)設置有射流布水裝置和射流攪拌裝置；

所述射流攪拌裝置包括上端大而下端小呈錐形的第一混合室，所述第一混合室內(nèi)設置有噴嘴；所述第一混合室的上端設置有第一污液進口，所述第一混合室的下端連接有第一喉管，所述第一喉管連接有上端小而下端大呈錐形的擴散管。

作為優(yōu)選，所述射流布水裝置包括外端大而內(nèi)端小亦呈錐形的第二混合室，所述第二混合室內(nèi)設置有噴射管；所述第二混合室的外端設置有第二污液進口，所述第二混合室的內(nèi)端連接有第二喉管，所述第二喉管連接有渦旋筒。

作為優(yōu)選，所述罐體外設置有溫度調(diào)節(jié)裝置。

作為優(yōu)選，所述罐體的上部設置有觀察鏡。

作為優(yōu)選，所述罐體的上部設置有沼氣出口，所述沼氣出口連接有氣體收集裝置。

作為優(yōu)選，所述罐體為圓柱形，反應器為全混合式反應器。

與現(xiàn)有技術相比，本污泥厭氧生物反應器具有至少以下有益效果：

(1)整體結構設計簡單，主要構件是罐體、布水裝置、攪拌裝置、溫度調(diào)節(jié)裝置，使用維護方便；

(2)攪拌裝置及布水裝置采用射流技術，設備運行平均能耗低，攪拌效果好，內(nèi)部無浮渣層，污泥與微生物接觸充分；

(3)溫度調(diào)節(jié)裝置設置在反應器的外部，提高了對反應器內(nèi)部容積的利用，便于維修。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中：

圖1是本實用新型實施例的結構示意圖；

圖2是射流攪拌裝置的結構示意圖；

圖3是射流布水裝置的結構示意圖。

圖中：1-罐體；11-沼氣出口；12-循環(huán)進管；13-循環(huán)出管；14-觀察鏡；15-進水口；16-出水口；17-取樣口；18-放空管；2-射流布水裝置；21-第二混合室；23-噴射管；24-第二污液進口；25-第二喉管；26-渦旋筒；3-射流攪拌裝置；31-第一混合室；32-噴嘴；33-第一污液進口；34-第一喉管；35-擴散管。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，進一步闡述本實用新型。在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本實用新型的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。

如圖1至圖3所示，污泥厭氧生物反應器，其為全混合式反應器，包括罐體1，罐體最好為圓柱形，能夠適應較高的固形物沖擊；所述罐體1內(nèi)設置有射流布水裝置2和射流攪拌裝置3；所述罐體1的上部設置有觀察鏡14，罐體1上設置有沼氣出口11、進水口15、出水口16、取樣口17，罐體1底部設置有放空管18，所述沼氣出口11可以連接氣體收集裝置，便于進行沼氣回收利用；所述罐體1上設置有循環(huán)進管12和循環(huán)出管13，罐體1外設置有溫度調(diào)節(jié)裝置(圖中未示出)，溫度調(diào)節(jié)裝置可以采用泥水換熱器對循環(huán)的污泥進行溫度調(diào)節(jié)，泥水換熱器在反應器外部，不占用反應器空間，便于攪拌的進行及泥水換熱器的維修。

參考圖2，所述射流攪拌裝置3包括上端大而下端小呈錐形的第一混合室31，所述第一混合室31內(nèi)設置有與噴射裝置相連接的噴嘴32；所述第一混合室31的上端設置有第一污液進口33，所述第一混合室31的下端連接有第一喉管34，所述第一喉管34連接有上端小而下端大呈錐形的擴散管35；噴射泵從罐體底部抽出消化液，壓入噴射裝置中，從噴嘴中噴出的液流以15m/s的速度噴入錐形的第一混合室31內(nèi)，使壓力能轉換為速度能，在噴嘴出口區(qū)形成真空，從而把罐內(nèi)消化液和液面浮渣一起吸入，兩股不等量的介質進入第一混合室31后進行混合，震蕩形成吸壁效應，最后在擴散管35把速度能還原成為壓力能，從擴散管35出口快速噴出，從而在罐體內(nèi)形成上下回流，達到罐內(nèi)液體混合、中和的目的。

參考圖3，所述射流布水裝置2包括外端大而內(nèi)端小亦呈錐形的第二混合室21，所述第二混合室21內(nèi)設置有噴射管23；所述第二混合室21的外端設置有第二污液進口24，所述第二混合室21的內(nèi)端連接有第二喉管25，所述第二喉管25連接有渦旋筒26；進水經(jīng)噴射管23進入第二喉管25，同時由于負壓吸入?yún)捬跛突钚晕勰?，混合后?jīng)渦旋筒26進一步混合形成漩渦，進一步加劇了罐體內(nèi)原水與活性污泥的混合，提高了厭氧反應效率。

本污泥厭氧生物反應器的運行方式如下：將預處理后的石化污泥通過螺桿泵泵入罐體1中，接種高效厭氧微生物菌劑，通過射流攪拌裝置3使石化污泥與微生物進行充分的接觸，厭氧消化的溫度為50度，發(fā)酵過程中溫度保持恒定，厭氧發(fā)酵的周期為20天。該過程對石化污泥總揮發(fā)性固體減量化達到50％以上，有機污染物含量降低50％，污泥的脫水性能提高2倍以上，解決了石化污泥在進行厭氧消化時污泥與微生物接觸不充分、易產(chǎn)生死區(qū)等問題，同時獲得了清潔的沼氣，工藝流程簡單，厭氧反應裝備構造簡單，能富集功能微生物，成本低廉，具有較大的應用價值。

下面根據(jù)上述工藝對南京某石化水廠的石化污泥進行處理，該石化水廠的石化廢水采用活性污泥法，污泥經(jīng)過預處理后含水約4.5％。取約10噸含固率為4.5％的石化污泥，經(jīng)過測定有機污染物的量嚴重超標，具有臭味，極難脫水。

高溫厭氧生物消化：將水熱處理后的石化污泥通過螺桿泵泵入全混合的厭氧反應器中，厭氧反應器的體積為3000L，溫度為39度，發(fā)酵過程中溫度保持恒定，厭氧發(fā)酵的周期為20天。厭氧消化過程中對污泥的相關理化性質進行了分析，發(fā)現(xiàn)厭氧消化過程中污泥中的有機污染物的含量大幅度降低，發(fā)酵結束后多環(huán)芳烴降解率達到50％以上，總揮發(fā)性固體減量化達50％以上，污泥的脫水性能提高了2.5倍。

沼氣脫水脫硫及存貯：污泥厭氧消化后產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過脫水脫硫后存貯雙模儲氣柜中，通過沼氣鍋爐用于反應器的保溫，多余的沼氣用作其他用途。

以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。