CN101497476B - 厌氧反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种厌氧反应器，包括筒体、进水管、出水管及中部的填料装置、填料装置的底部的布水装置和底部的排泥装置，布水装置包括布水主管和四个以上封闭环形的布水支管，各布水支管的出水孔沿三个以上的同心圆周相错布置；筒体位于填料装置的上部和布水支管的下部设有两个以上的出水口，出水口与出水管连接，出水管的回流管通过循环泵与进水管混合后与布水主管连接相通，第一加药装置和第二加药装置分别通过连接管与进水管连接相通；填料装置包括填料架、挂膜架及带状的生物膜条，生物膜条挂在挂膜架；排泥装置包括排泥主管和六个以上沿径向长短间隔设置的排泥支管。本发明具有布水合理、结构紧凑、反应器运行稳定的特点。

Description

厌氧反应器

技术领域

本发明涉及一种厌氧反应器，属于垃圾渗滤液处理技术领域。

背景技术

采用焚烧法处理垃圾时，通常会经过一周时间的熟化过程，以降低垃圾的含水率，熟化过程会产生一定量的渗滤液。焚烧厂垃圾渗滤液主要具有以下几个特点：(1)、有机物的种类较多且浓度高，浓度的变化幅度大。焚烧厂的垃圾渗滤液大多是当天的垃圾渗滤液，没有经过明显的生化作用，从而含有大量的杂环芳烃化合物、醇类化合物和苯胺类化合物等有机物，COD值通常在40000mg/L-80000mg/L之间。(2)、可生化性能较好。焚烧厂垃圾渗滤液要稍高于早期垃圾填埋场垃圾渗滤液，BOD/COD值通常在0.5左右。(3)、氨氮含量高。氨氮值在1000mg/L以上。(4)、金属含量高。垃圾渗滤液处理方法主要包括生物处理法、物理化学法、土地法以及各种工艺的组合等，而生物法是渗滤液处理中最常用的一种方法，而升流式厌氧污泥床-滤层反应器具有较高的处理效率、运行能耗低、剩余污泥量少，且可回收沼气等显著优点，现已逐步在有机废水，特别是高浓度有机废水处理中得到推广应用。

升流式厌氧污泥床-滤层反应器由上流式污泥床和厌氧滤池的叠加而成，其下层为上流式污泥床，上层为厌氧滤池，厌氧滤池下部固定有填料、上部为澄清区和沼气收集区。当污水自下而上流，首先由污泥床和悬浮区的厌氧微生物完成对有机物的转化，使之变为甲烷、二氧化碳和水，水体上升过程中经过填料区，水体中的污泥在填料区得到有效截留，通过填料上的生物膜进一步降低了水体中的有机物浓度，最后再由澄清区完成气、固、液的三相分离。目前公开的升流式厌氧反应器，主要由布水装置、排泥装置、填料装置以及进水管和排水管等构成。主要存在以下问题：1、布水效果不佳。为实现均匀布水，一种采用喷头定时布水，但渗滤液杂质较多，易造成喷头的堵塞。另一种是在筒体内增加了衡压布水装置，该衡压布水装置由多组分配管和封闭式再分配水箱构成，再分配水箱设置在分配管的下部，通过分配箱位于两配水管中部的配水头达到均匀布水的目的。但该种结构一方面结构复杂，占用空间大；另一方面由于布水是通过分配水箱的配水头实现的，由于水压减小，而降低污水表面上升流速，影响污泥与渗滤液的混合。2、整个系统结构复杂。为降低进水污染物负荷，经厌氧处理后的水通过回流泵与垃圾渗滤液混合稀释后进入筒体内，因此进水管和回流管分别采用各自泵独立运行，而加药管管直接与筒体连接，存在调节不便的问题。另外还需通过三相分离器，造成反应器体积庞大。3、排泥不均匀。由于采用单点排泥，造成排泥不均匀，会对反应器内水流状态进行干扰，影响澄清区的泥水分离效果，而影响处理的稳定性。4、填料易堵塞和结团。由于渗滤液经布装置分布在整个筒体的底部并由下向上流动时，受水力的冲击，软性填料产生位移而造成堵塞和结团现象，会影响处理的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种布水合理、结构紧凑、反应器运行稳定的厌氧反应器。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种厌氧反应器，包括筒体、进水管、出水管以及布水装置、中部的填料装置和底部的排泥装置，其特征在于：

所述的布水装置位于填料装置的底部，布水装置包括布水主管和布水支管，四以上呈封闭环形的布水支管沿筒体同一平面对称设置，具有进水口和冲洗接头的布水主管设置在筒体的外周，穿过筒体四个以上的连接支管分别与布水主管和布水支管连接相通，每个布水支管的底面至少设有三个以上的出水孔，各布水支管上的出水孔沿三个以上的同心圆周相错布置；

所述筒体位于填料装置的上部和布水支管的下部设有两个以上的出水口，且出水口与出水管连接相通，出水管的回流管经循环泵与进水管连接相通，第一加药装置和第二加药装置分别通过连接管与进水管连接相通，进水管与布水主管连接相通；

所述的填料装置包括填料架、挂膜架及带状的生物膜条，所述的填料架由立柱、中间立柱和上梁构成，由上边梁、固定在上边梁上且相互连接的上横梁和上纵梁构成的网状结构，六个以上的独立的挂膜架通过紧固件安装在上梁，软性的生物膜条挂在挂膜架的挂膜板上，且生物膜条的底部与撑杆连接。

所述的排泥装置包括排泥主管和排泥支管，安装有排泥阀的排泥主管设置在筒体的外周，六个以上沿径向长短间隔设置的排泥支管位于筒体内，穿过筒体六个以上的连接管分别与排泥主管和排泥支管连接相通。

本发明采用上述技术方案后具有以下的优点：

1、布水结构合理，清污方便。本发明采用多个封闭环形的布水支管，而布水管路位于填料装置的底部，是位于污泥悬浮层的上方，可减少了布水管道的污堵。由于布水支管对称设置在筒体内，且各布水支管上的出水孔沿三个以上不等径的同心圆周相错布置，各布水支管上的出水口沿圆周方向由内向外扩散设置，一方面通过增加各出水孔覆盖面积，来提高厌氧反应器布水的均匀性，另一方面，各布水支管上的出水口水压能基本保持一致，加强进水与污泥床层的充分混合和接触，并避免了在筒体内壁附近形成短流的情况。此外向下的高速水流强化了污泥层的紊流状态，进水与污泥层能充分接触，故最大限度地利用反应器内的污泥，提高设备容积利用率，提高净化效果。本发明的布水主管上设有冲洗接头，当布水支管发生堵塞，可通过加药冲洗、清除，彻底解决了布水装置易堵塞的问题，有效避免了管道污堵对进水效果的影响。本发明采用封闭环形的布水支管，简化布水结构，便于施工。

2、反应器结构紧凑。本发明将进水管和出水管上的回流管采用一个循环泵，而两个加药装置分别通过连接管与进水管连接，可简化管路结构，有效地降低了水体污染物的浓度，方便调节进水pH值。本发明具有良好的气、水、泥分离效果，无需三相分离器，反应器容积负荷高，系统占地面积小，基建费用相对较低。本发明在壳体位于填料装置的上部和布水支管的下部设有两个以上的出水口，使出水口分布于壳体的不同高度，布水支管下方的出水口可用于调试过程污泥的回流和循环，因此能根据不同的出水要求，可以选择不同的出水点。

3、排放污泥均匀。本发明采用多个排泥支管，由于排泥支管径向长短间隔设置，使每个排泥支管的管口形成一定的抽泥区域，均布于整个筒体底部，结构合理，可根据反应器污泥产量通过排泥装置排泥，保证厌氧反应器内污泥的活性。本发明由于排泥较为均匀性，可按流量连续排泥，泥层沉降缓慢，有效避免了对反应器内水流状态的干扰，保证了澄清区的泥水分离效果。

4、彻底解决了填料堵塞和结团的问题。本发明采用多个挂膜架可拆式安装在填料架上，安装非常方便，不仅能提高安装效率，而且生物膜条是挂接在各挂膜板上，能通过调节软性带状的生物膜条之间的距离，来满足不同处理要求。本发明由于在软性带状的生物膜条底部安装有撑杆，当渗滤液以在一定流速上升时，生物膜条不会位移，彻底解决了填料堵塞和结团的问题，能确保生物膜条固定长度，而保证填料的比表面积，有效避免了污泥流失，使世代时间长的微生物在膜条表面得到有效富集。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A的剖视结构示意图。

图3是图2的I处放大结构示意图。

图4是图1的B向结构示意图。

图5是本发明挂膜架的放大结构示意图。

图6是图1的C-C的剖视结构示意图。

其中：1-筒体，1-1-上出水口，1-2-出水口，1-3-下出水口，2-出水管，2-1-排水管，2-2-回流管，3-填料装置，3-1-生物膜条，3-2-立柱，3-3-中间立柱，3-4-下梁，3-5-上梁，3-6-挂膜架，4-布水装置，4-1-布水主管，4-2-连接支管，4-3-布水支管，4-31-排气孔，4-32-出水孔，4-4-过渡支管，4-5-中间布水支管，4-6-冲洗接头，5-进水管，6-循环泵，7-第一加药装置，8-第二加药装置，9-排泥装置，9-1-排空管，9-2-排泥主管，9-3-连接管，9-4-排泥支管，9-5-排泥阀，9-6-中心排泥支管。

具体实施方式

见图1所示，本发明的厌氧反应器包括筒体1、进水管5、出水管2、布水装置4以及填料装置3和排泥装置9。

见图1～3所示，本发明的布水装置4位于填料装置3的底部，位于污泥悬浮层的上方。布水装置4包括布水主管4-1和布水支管4-3，布水主管4-1通过进水口与进水管5连接，布水主管4-1上设有冲洗接头4-6，能对布水支管4-3加药进行冲洗，解决布水装置易堵塞的问题。本发明布水主管4-1设置在筒体1的外周，布水支管4-3为封闭环形管，四个以上的布水支管4-3沿筒体1同一平面对称设置，穿过筒体1四个以上的连接支管4-2分别与布水主管4-1和布水支管4-3连接相通，见图2、3所示，每个布水支管4-3的底面至少设有三个以上的出水孔4-32，各布水支管4-3上的出水孔4-32沿三个以上的同心圆周相错布置，以达到水压基本相等、布水均匀的目的。本发明的布水支管4-3根据筒体1的尺寸设置5个或6个，或更多个，布水支管4-3可呈六面以上的正多边形或圆形，布水支管4-3可均布有出水孔4-32，各布水支管4-3上有与出水孔4-32同轴且反向的排气孔4-31，且出水孔4-32的孔径与排气孔4-31的孔径比值在4-6之间，以达到布水畅通的效率。

见图2所示，本发明还具有延伸至筒体1中部的中间布水支管4-5，穿过筒体1的连接支管4-2通过过渡支管4-4与中间出水支管4-5连接，中间布水支管4-5底部沿圆周设有三个以上出水孔，且出水孔的上部具有同轴且反向的排气孔，中间布水支管4-5的排气孔孔径与出水孔孔径的比值在在4-6之间。该中间布水支管4-5也可呈六面以上的正多边形或圆形，且中间布水支管4-5均布有出水孔。本发明的布水支管4-3和中间布水支管4-5通过支架安装在筒体1内的立柱3-2和中间立柱3-3上。

见图1所示，本发明筒体1位于填料装置3的上部和布水支管4-3的下部设有两个以上的出水口，如筒体1上部最高的上出水口1-1，底部的下出水口1-3以及位于上出水口1-1下部的出水口1-2，因此能根据不同的出水要求，可以选择不同的出水点，上述的出水口均与出水管2连接相通，出水管2与排水管2-1连接，出水管2的回流管2-2通过循环泵6与进水管5连接相通，而进水管5与布水主管4-1连接相通，以保证反应器内液体上升流速在0.6-1.2m³/h之间，第一加药装置7和第二加药装置8分别通过连接管与进水管5相通，方便控制反应器内的pH值环境，以保证反应器稳定运行。

见图1、4、5所示，本发明的填料装置3包括填料架、挂膜架3-6及软性带状的生物膜条3-1，填料架由立柱3-2、中间立柱3-3和上梁3-5构成，立柱3-2、中间立柱3-3、上梁3-5及挂膜架3-6均设置在筒体1内，立柱3-2和中间立柱3-3通过混凝土灌浇在地面上，或与筒体1底部固定，上梁3-5由上边梁、固定在上边梁上且相互连接的上横梁和上纵梁构成的网状结构，六个以的独立的挂膜架3-6通过紧固件或插接安装在上梁3-5，生物膜条3-1挂在挂膜架3-6的挂膜板上，生物膜条3-1间隔平行设置在挂膜架3-6上，方便调节生物膜条3-1之间的间距，而生物膜条3-1的底部与撑杆连接。为提高上梁3-5的机械强度，立柱3-2和中间立柱3-3的中部固定有下梁3-4，下梁3-4包括下边梁、下横梁和下纵梁，下边梁固定在各立柱3-2的中部，且立柱3-2、下边梁、下横梁以及下纵梁固定连接。

见图1、6所示，本发明的排泥装置9包括排泥主管9-2和排泥支管9-4，排泥主管9-2安装有排泥阀9-5，排泥主管9-2设置在筒体1的外周，六个以上沿径向长短间隔设置的排泥支管9-4位于筒体1内，使每个排泥支管9-4的管口形成一定的抽泥区域，均布于整个筒体底部，保证了排泥的均匀性，穿过筒体1六个以上的连接管9-3分别与排泥主管9-2和排泥支管9-4连接相通。本发明为进一步提高排泥的均匀性，排泥装置9还具有中心排泥支管9-6和排空管9-1，排空管9-1独立设置，排空管9-1和中心排泥支管9-6的抽泥口位于筒体1的中心，且排空管9-1的抽泥口底于排泥支管9-4的抽泥口，通过排空管9-1可彻底清除反应器内的污泥。

本发明见图1所示，工作时，渗滤液及出水管2的部分回水一起经进水管5后通过布水装置4均匀分布到筒体1的底部，在一定上升流速的条件下，筒体1底部会形成污泥悬浮层，含有大量的厌氧颗粒污泥，渗沥液中有机污染物在厌氧菌的作用下得到有效降解，产生大量的沼气，水体上升过程中经过填料区，水体中的污泥在生物膜条3-1的作用下得到有效截留，而生物膜又进一步降低了水体中的有机物浓度，脱落的生物膜沉淀到污泥床的表面，水体经筒体1上部澄清后通过出水管2排出，而沼气回收。当需要排泥时，打开排泥阀9-5，在水压的作用下，进行排泥，排泥量根据污泥浓度和污染物去除量计算而得。

Claims (6)

1.一种厌氧反应器，包括筒体(1)、进水管(5)、出水管(2)以及布水装置(4)、中部的填料装置(3)和底部排泥装置(9)，其特征在于：

所述的布水装置(4)位于填料装置(3)的底部，布水装置(4)包括布水主管(4-1)和布水支管(4-3)，具有进水口和冲洗接头(4-6)的布水主管(4-1)设置在筒体(1)的外周，四个以上封闭环形的布水支管(4-3)沿筒体(1)同一平面对称设置，穿过筒体(1)四个以上的连接支管(4-2)分别与布水主管(4-1)和布水支管(4-3)连接相通，每个布水支管(4-3)的底面设有三个以上的出水孔(4-32)，各布水支管(4-3)的出水孔(4-32)沿三个以上的同心圆周相错布置；

所述筒体(1)位于填料装置(3)的上部和布水支管(4-3)的下部设有两个以上的出水口，且出水口与出水管(2)连接相通，出水管(2)的回流管(2-1)经循环泵(6)与进水管(5)连接相通，第一加药装置(7)和第二加药装置(8)分别通过连接管与进水管(5)连接相通，进水管(5)与布水主管(4-1)连接相通；

所述的填料装置(3)包括填料架、挂膜架(3-6)及软性带状的生物膜条(3-1)，填料架由立柱(3-2)、中间立柱(3-3)和上梁(3-5)构成，上梁(3-5)由上边梁、固定在上边梁上且相互连接的上横梁和上纵梁构成的网状结构，六个以上的独立的挂膜架(3-6)通过紧固件或插接安装在上梁(3-5)，生物膜条(3-1)挂在挂膜架(3-6)的挂膜板上，且生物膜条(3-1)的底部与撑杆连接；

所述的排泥装置(9)包括排泥主管(9-2)和排泥支管(9-4)，安装有排泥阀(9-5)的排泥主管(9-2)设置在筒体(1)的外周，六个以上沿径向长短间隔设置的排泥支管(9-4)位于筒体(1)内，穿过筒体(1)六个以上的连接管(9-3)分别与排泥主管(9-2)和排泥支管(9-4)连接相通。

2.根据权利要求1所述的厌氧反应器，其特征在于：所述的排泥装置(9)还具有中心排泥支管(9-6)和排空管(9-1)，中心排泥支管(9-6)的抽泥口位于筒体(1)的中心，且排空管(9-1)的抽泥口底于排泥支管(9-4)的抽泥口。

3.根据权利要求1所述的厌氧反应器，其特征在于：所述各布水支管(4-3)上有与出水孔(4-32)同轴且反向的排气孔(4-31)，出水孔(4-32)的孔径与排气孔(4-31)的孔径比值在4-6之间。

4.根据权利要求1所述的厌氧反应器，其特征在于：所述布水支管还具有延伸至筒体中心的中间布水支管(4-5)，穿过筒体(1)的连接支管(4-2)通过过渡支管(4-4)与中间布水支管(4-5)连接，中间布水支管(4-5)底部沿圆周设有三个以上出水孔，出水孔的上部具有同轴且反向的排气孔，中间布水支管(4-5)的排气孔孔径与出水孔孔径比值在4-6之间。

5.根据权利要求1所述的厌氧反应器，其特征在于：所述立柱(3-2)和中间立柱(3-3)的中部固定有下梁(3-4)，下梁(3-4)包括下边梁、下横梁和下纵梁，下边梁固定在各立柱(3-2)的中部，且立柱(3-2)、下边梁、下横梁以及下纵梁固定连接。

6.根据权利要求1所述的厌氧反应器，其特征在于：所述生物膜条(3-1)间隔平行设置。

Images