CN103011402B - 双循环厌氧反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双循环厌氧反应器，包括池体，池体内自下至上依次分为锥形污泥膨胀区、主反应区、次反应区和沉淀区，主反应区的上部设有一级气固液分离区，次反应区的上部设有二级气固液分离区，沉淀区的上方设置有出水堰，气水分离罐与一级气固液分离区之间连接有一级沼气管，气水分离罐与二级气固液分离区之间连接有二级沼气管，气水分离罐与布水管之间连接有沼气循环管，池体的底部设置有布水管，池体的底部还设置有排泥管。本发明具有池体高度低、絮状污泥快速启动、耐冲击负荷的能力强，进水PH值要求宽松，颗粒污泥增长快，处理能耗低的优点，且处理效率高，出水水质稳定，操作简单，运行方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于工业污水处理过程中生化处理阶段的厌氧反应器，属于厌氧反应器技术领域。
背景技术
现阶段用的各种厌氧反应器可以归类为高、中、低速反应器。高度小于10米，上升流速在0.5-1.0米/小时之间的厌氧反应器归类为中速厌氧反应器，中速厌氧反应器COD容积负荷通常小于5kgCOD.m3.d，启动和运行时可以用絮状污泥。中速反应器占地面积适中，投资省，运行方便，但是缺点是无法适用高浓度水质和可生化差的污水，并且系统的厌氧污泥容易流失。高速厌氧反应器以颗粒污泥反应床系统为特点的IC为代表，其HRT（水力停留时间）短，容积负荷高，通常COD容积负荷大于5kgCOD.m3.d，但是启动和运行必须使用颗粒污泥，通常高径比要求2:1以上，上升流速要求1m/h以上，且颗粒污泥生长缓慢，需经常补充新鲜的颗粒污泥。
发明内容
本发明针对现有厌氧生物反应器技术存在的不足，提供一种抗冲击负荷能力高，低能耗，可不需颗粒污泥启动，且颗粒污泥形成快，生长快的双循环厌氧反应器。
本发明的双循环厌氧反应器，采用下述技术方案：
该反应器，包括池体，池体呈柱状，池体内自下至上依次分为锥形污泥膨胀区、主反应区、次反应区和沉淀区，主反应区的上部设有一级气固液分离区，次反应区的上部设有二级气固液分离区，两级气固液分离区内均设置有三相分离器，锥形污泥膨胀区为一锥形罩，沉淀区的上方设置有出水堰，出水堰上设有出水管；池体的顶部设置有双循环回流系统，该双循环回流系统包括气提管、气水分离罐和回流管，气提管一端与气水分离罐连接，一端与锥形污泥膨胀区连接，回流管一端与气水分离罐连接，一端伸入到主反应区的底部；气水分离罐与一级气固液分离区之间连接有一级沼气管，气水分离罐与二级气固液分离区之间连接有二级沼气管，气水分离罐与布水管之间连接有沼气循环管；池体的底部设置有伸入锥形污泥膨胀区内的布水管，池体的底部还设置有排泥管，排泥管上设置有排泥阀。
运行时，废水从布水管进入锥形污泥膨胀区，同时通过沼气循环管带入沼气，在外界压力的作用下，气固液沿气提管到达气水分离罐，在气水分离罐内气体释放，水与污泥在重力的作用下沿回流管又返回主反应区下部，在主反应区内再次形成气固液，然后一起上升至一级和二级气固液分离区，并实现气固液分离，清液经出水堰排出池体外，污泥在重力的作用下向池底沉降，沼气沿一级沼气管和二级沼气管进入气水分离罐。池体产生的颗粒污泥经排泥管定期排出池外。
本发明设置有上下两级气固液分离区，具有池体高、絮状污泥快速启动、耐冲击负荷的能力强、进水PH值要求宽松、颗粒污泥增长快、处理能耗低的特点，且处理效率高，出水水质稳定，适用于各种浓度有机污染物的处理，操作简单，运行方便。
附图说明
附图是本发明双循环厌氧反应器的结构示意图
图中：1、池体，2、锥形污泥膨胀区，3、主反应区、4、一级气固液分离区，5、沉淀区，6、气水分离罐，7、出水堰，8、布水管，9、排泥管，10、回流管，11、次反应区，12、气提管，13、出水管，14、沼气循环管，15、二级沼气管，16、一级沼气管。
具体实施方式
如附图所示，本发明的双循环厌氧反应器主要包括池体1，池体1采用钢结构，整个构筑物呈柱状，为一多区域、多功能结合体。池体1内自下至上依次分为锥形污泥膨胀区2、主反应区3、次反应区11和沉淀区5，主反应区3的上部设有一级气固液分离区4，次反应区11的上部设有二级气固液分离区，上下两个气固液分离区内均设置有三相分离器。锥形污泥膨胀区2为一锥形罩，该锥形罩上连接有气提管12。沉淀区5的上方设置有出水堰7，出水堰7上设有出水管13。
池体1的顶部设置有双循环回流系统，该双循环回流系统包括气提管12、气水分离罐6和回流管10，气提管12一端与气水分离罐6连接，一端与锥形污泥膨胀区2连接，气提管12将锥形污泥膨胀区2内的高浓度污泥和高浓废水混合液提升至气水分离罐6，借助高效传质，达到颗粒污泥快速生长的目的。回流管10一端与气水分离罐6连接，一端伸入到主反应区3的底部，分离后的泥水经回流管10自流主反应区3。
气水分离罐6与一级气固液分离区4之间连接有一级沼气管16，通过一级气固液分离区内的三相分离器将主反应区3内的沼气引入气水分离罐6，再通过气水分离罐6排出。气水分离罐6与二级气固液分离区之间连接有二级沼气管15，通过二级气固液分离区内的三相分离器将次反应区3内的沼气引入气水分离罐6，再通过气水分离罐6排出。气水分离罐6与布水管8之间连接有沼气循环管14，将沼气引入锥形污泥膨胀区2，通过沼气的循环，使锥形污泥膨胀区2内始终与外界形成密度差，保证连续进行气提。
池体1的底部设置有伸入锥形污泥膨胀区2内的布水管8，布水管8上设有进水阀，布水管8伸入锥形污泥膨胀区2内。池体1的底部还设置有排泥管9，排泥管9上设置有排泥阀，形成排泥系统，排泥时打开控制阀，通过自压排出。
上述双循环厌氧反应器的运行过程是：
废水从布水管8进入锥形污泥膨胀区2，同时通过沼气循环管12将沼气带入，使锥形污泥膨胀区2内水密度降低，于是在外界压力的作用下气固液沿气提管12到达气水分离罐6，在气水分离罐6内气体释放，水与污泥在重力的作用下沿回流管10又返回主反应区3下部，在主反应区3内仍存在厌氧菌对有机物的降解，同时产生沼气，再次形成气固液，然后一起上升至一级气固液分离区和二级气固液分离区，并通过一级气固液分离区和二级气固液分离区内的三相分离器实现气固液分离。清液经沉淀区5和出水堰7沿出水管13排出池体外，污泥在重力的作用下向池底沉降，沼气沿一级沼气管16和二级沼气管15进入气水分离罐6。池体1产生的颗粒污泥经排泥管9定期排出池外。
锥形污泥膨胀区2内污泥浓度高，产气量大，其内水的密度小，与上部形成明显的密度差，气水混合液提升至气水分离罐6，形成一级循环。主反应区3内污泥浓度低，气提管12内与管外形成明显的密度差，气水混合液提升至气水分离罐6，锥形污泥膨胀区2内的气水混合液上升，锥形污泥膨胀区2内形成负压，主反应区3内泥水混合液快速补充。主反应区3内产生的大量沼气也造成内外密度差，使气液沿气提管12上升，形成二级循环。锥形污泥膨胀区2是使泥水混合充分、传质效率最高的地方。在主反应区3内微生物与有机污染物充分吸附降解，是污染物去除最高的地方。气水分离罐6连接锥形污泥膨胀区2和主反应区3，目的在于让高浓度的有机废水在短时间内与微生物充分接触，为颗粒物的快速繁殖提供充足的营养物质，促进生物繁殖，同时借助高速剪切,冲刷，形成颗粒污泥。次反应区11内随着有机物浓度的降低，污泥浓度和沼气的量都降才低，主要起到辅助沉淀的作用。
本发明双循环厌氧反应器的特点是池体高，一般在20米左右， COD容积负荷高，可达10 kg/m3.d以上；可用絮状污泥启动，且颗粒污泥的形成快；反应器底部水的流速快，传质效率高，促进了微生物与污染物的有效接触和能量传递；布水方式按照壁面射流力学的理论设计，避免死角，克服短流现象的发生；沼气循环气提，强化传质效率。整个系统启动快，颗粒污泥的产生率高，有效解决了现有厌氧工艺中颗粒污泥生长慢，需要经常补充的问题。
Claims (1)
1.一种双循环厌氧反应器，包括池体，其特征是：池体呈柱状，池体内自下至上依次分为锥形污泥膨胀区、主反应区、次反应区和沉淀区，主反应区的上部设有一级气固液分离区，次反应区的上部设有二级气固液分离区，两级气固液分离区内均设置有三相分离器，锥形污泥膨胀区为一锥形罩，沉淀区的上方设置有出水堰，出水堰上设有出水管；池体的顶部设置有双循环回流系统，该双循环回流系统包括气提管、气水分离罐和回流管，气提管一端与气水分离罐连接，一端与锥形污泥膨胀区连接，回流管一端与气水分离罐连接，一端伸入到主反应区的底部；气水分离罐与一级气固液分离区之间连接有一级沼气管，气水分离罐与二级气固液分离区之间连接有二级沼气管，气水分离罐与布水管之间连接有沼气循环管；池体的底部设置有伸入锥形污泥膨胀区内的布水管，池体的底部还设置有排泥管，排泥管上设置有排泥阀。
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