CN103241833A - 一种用于uasb的脉冲布水装置及布水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于UASB(厌氧反应器)的脉冲布水装置及其方法，该装置主要包括电机、电机减速机、腔体、进水装置和出水装置，其中电机通过联轴器将动力输送到电机减速机，在腔体内设置旋转轴和布水板，进水装置将水注入腔体，出水装置将腔体内的水排出。本发明通过机械的方法实现了脉冲布水，并且优化了进水的联通方式，使得整体布水的效率得到了提高，并且将布水管路的故障率大大降低。
Description
技术领域
本发明属于环保技术领域，尤其涉及一种用于UASB的脉冲布水装置及布水方法。
背景技术
厌氧生物处理技术(厌氧反应器)已广泛应用于轻工、化工、制药等行业的中、高浓度有机废水的处理，取得了较好的效果。人们相继开发出了以UASB为代表的第二代厌氧反应器、以EGSB、AFB、IC等为代表的第三代高效厌氧反应器，均在实际工程中得到广泛的应用。对于高效厌氧反应器而言，不仅要分离污泥停留时间和水力停留时间，还应使进水和污泥之间保持充分的接触。厌氧反应器中污泥与废水的混合，首先取决于布水系统的设计，合理的布水系统是保证固液充分接触的基础。进水的布水系统兼有布水和水力搅拌两大功能。在厌氧反应器运行过程中，进水必须在反应器底部均匀分配，确保各单位面积的进水量基本相同，以防止出现偏流、股流现象，避免设备容积利用率降低，导致处理效率大大降低；同时依靠进水的水力搅拌和反应过程产生沼气的搅拌作用，提高进水与污泥的混合效果，并可防止局部产生酸化现象。目前常使用的布水器如树枝管式配水布水器和穿孔管式配水布水器，其特点是结构简单，只要施工安装正确，配水能够基本达到均匀分布的要求。由于布水器工作环境决定了其布水管往往容易发生堵塞，且布水管一旦发生堵塞不容易发现，由于目前的布水管转弯处大都存在死角，清理起来十分困难，影响厌氧反应器的正常工作。
在中国专利申请第200620024297号及第200920043974号中虽然改进了布水管的设计，但是仍然存在UASB布水不均匀、易堵塞、水力搅拌动力不足、沉降时间不足等问题。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供一种用于UASB的脉冲布水装置及布水方法。
依据本发明的第一方面，提供一种用于UASB(厌氧反应器)的脉冲布水装置，其包括电机、减速机、腔体、进水装置和出水装置，其中电机通过联轴器将动力输送到减速机，在腔体内设置旋转轴和布水板，进水装置将水注入腔体，出水装置将腔体内的水排出。
其中，该UASB(厌氧反应器)的脉冲布水装置为立式结构，电机101被设置在UASB(厌氧反应器)的脉冲布水装置最顶端，电机101通过第一联轴器连接减速机5，支撑腔体3位于减速机5与腔体12之间并且起到支撑减速机5和电机101的作用，使用螺栓分别将支撑腔体3和减速机5、腔体12的上盖10固定；轴杆2贯通支撑腔体3和腔体12，轴杆2上端通过第二联轴器4与减速机5的输出轴联接，轴杆2的下端置于腔体12底部面板的支撑轴承15内；在腔体12的上盖10和支撑腔体3之间设置有密封装置，该密封装置包括密封填料9、密封填料腔体8和压紧装置7，其中密封填料9被充填在密封填料腔体8内，密封填料9密封性地抱紧轴杆2并使轴杆2能够旋转以及隔离腔体12内外的压力，压紧装置7通过可调节螺栓来挤压密封填料腔8，迫使密封填料9压紧接触轴杆2。
进一步地，布水板1通过尼龙套14贴合在出水装置16的出水孔内侧；支撑脚11支撑腔体12，使腔体12悬空支撑。
更进一步地，出水装置16设置在腔体12下端，出水装置16通过法兰外连接到厌氧反应器的布水管。进水装置13设置腔体12的侧面距离腔体12顶部大约1/2腔体12的侧面长度的位置处(即腔体侧面大约中间位置处)。
优选地，布水板1通过销钉和C型键固定在轴杆2上；在布水板1随着轴杆2旋转时，尼龙套14贴合接触出水装置16的出水孔内侧；布水板1上的弧形孔17与出水装置16的出水孔相对可以使水排出腔体12；腔体12内的压力为2KG的水压，腔体12外的压力为标准大气压；腔体12有效容积为提升泵工作3秒的进水量。
此外，布水板1为圆板形板钢板，通过布水板1的圆心处的轴套201焊接固定布水板1，在布水板1上均匀分布6-8条加强筋202，弧形孔17被同半径设置在布水板1上(即弧形孔17相应位置距离布水板1的圆心的距离相同)；弧形孔17与腔体12的出水装置16的出水孔相对应。
优选地，轴套201上设置有销钉孔和键槽(用于匹配C型键)；布水板1通过销钉和C型键固定在轴杆2上。
优选地，可以在腔体侧壁设置水压报警装置和水压检测装置，当腔体12内水压超过设定阈值时，水压报警装置报警；以及在进水装置上设置关断装置，当水压检测装置检测到腔体12内水压超过设定阈值时，关断装置关断进水；电机为1000转/分钟，减速机的减速比为3000(将电机输出转速1000转/分钟转换为1/3转/分钟的转速)。可以使用变频电机实现减速机的1/3转/分钟至1/15转/分钟的输出转速。
依据本发明的第二方面，提供用于UASB的脉冲布水方法，其包括下列步骤：
(1)来水通过泵提升进入到用于UASB的脉冲布水装置中；
(2)启动电机101，电机101带动电机减速机5开始运转；
(3)电机减速机5的输出轴通过第一联轴器及第二联轴器将扭矩传递给轴杆2；
(4)轴杆2带动布水板1转动；
(5)布水板1上面的弧形孔17与腔体12的出水装置16的出水孔联通，通过管路输送液体到UASB反应器中，从而达到脉冲布水的目的。
其中，动力关系为：
第一步，启动电机；
第二步：电机输出轴通过第一联轴器带动减速机转动；
第三步：减速机的输出轴通过第二联轴器带动轴杆2带动布水板1转动；
水流关系为：
第一步：打开提升泵，通过进入装置13将水注入腔体12内；
第二步：在腔体12内压力值达到1kg以上时，通过布水板1的弧形孔17和出水装置16的出水孔将水通过布水管输出至UASB(厌氧反应器)内。
本发明的脉冲布水装置及布水方法是根据UASB对水流状态的要求及目前各种布水器的特点而研究开发出来的，是一种更为理想的高效节能、操作可靠的布水系统。
1、进水装置分配到各点的流量相同，使反应器内单位面积的进水量相同，防止发生短路现象；
2、彻底避免了进水管堵塞情况的发生，由于管内水流速度大于2.5m/s所以沉积物极难在管内停留沉积；
3、在满足配水要求的同时，还要满足污泥床水力搅拌的需要，保证进水有机物与污泥迅速混合，防止局部产生酸化现象将UASB的死角问题彻底解决。
附图说明
图1为厌氧反应器的脉冲布水装置的工艺示意图；
图2为厌氧反应器的脉冲布水装置的结构示意图；
图3为图2中所示布水板的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为厌氧反应器的脉冲布水装置的工艺示意图。如图1所示，用于UASB(厌氧反应器)的脉冲布水装置的工艺主要包括调节池出水、经提升泵提升、电机减速机对电机输出进行减速、出水装置对脉冲布水器排出的水泻出，进入UASB进行反应。其中用于UASB(厌氧反应器)的脉冲布水装置主要包括电机、电机减速机、腔体、进水装置和出水装置，其中电机通过联轴器将动力输送到减速机，在腔体内设置旋转轴和布水板，进水装置将水注入腔体，出水装置将腔体内的水排出。
如图2所示的用于UASB(厌氧反应器)的脉冲布水装置，该UASB(厌氧反应器)的脉冲布水装置为立式结构，电机101被设置在UASB(厌氧反应器)的脉冲布水装置最顶端，电机101通过第一联轴器连接减速机5，支撑腔体3位于减速机5与腔体12之间并且起到支撑减速机5和电机101的作用，使用螺栓分别将支撑腔体3和减速机5、腔体12的上盖10固定；轴杆2贯通支撑腔体3和腔体12，轴杆2上端通过第二联轴器4与减速机5的输出轴联接，轴杆2的下端置于腔体12底部面板的支撑轴承15内；在腔体12的上盖10和支撑腔体3之间设置有密封装置，该密封装置包括密封填料9、密封填料腔体8和压紧装置7，其中密封填料9被充填在密封填料腔体8内，密封填料9密封性地抱紧轴杆2并使轴杆2能够旋转以及隔离腔体12内外的压力，压紧装置7通过可调节螺栓来挤压密封填料腔8，迫使密封填料9压紧接触轴杆2。
布水板1通过尼龙套14贴合在出水装置16的出水孔内侧。支撑脚11支撑腔体12，使腔体12悬空支撑。出水装置16设置在腔体12下端，出水装置16通过法兰外连接到厌氧反应器的布水管。进水装置13设置腔体12的侧面距离腔体12顶部大约1/2腔体12的侧面长度的位置处(即腔体侧面大约中间位置处)。
布水板1通过销钉和C型键固定在轴杆2上；在布水板1随着轴杆2旋转时，尼龙套14贴合接触出水装置16的出水孔内侧；布水板1上的弧形孔17与出水装置16的出水孔相对可以使水排出腔体12。
优选地，腔体12内的压力为2KG的水压，腔体12外的压力为标准大气压。腔体12有效容积为提升泵工作3秒的进水量。
如图3所示的布水板的结构示意图，布水板1为圆板形板钢板，通过布水板1的圆心处的轴套201焊接固定布水板1，在布水板1上均匀分布6-8条加强筋202，弧形孔17被同半径设置在布水板1上(即弧形孔17相应位置距离布水板1的圆心的距离相同)；弧形孔17与腔体12的出水装置16的出水孔相对应。轴套201上设置有销钉孔和键槽(用于匹配C型键)。布水板1通过销钉和C型键固定在轴杆2上
此外，本发明的用于UASB的脉冲布水方法包括下列步骤：
(1)来水通过泵提升进入到用于UASB的脉冲布水装置中；
(2)启动电机101，电机101带动电机减速机5开始运转；
(3)电机减速机5的输出轴通过第一联轴器及第二联轴器将扭矩传递给轴杆2；
(4)轴杆2带动布水板1转动；
(5)布水板1上面的弧形孔17与腔体12的出水装置16的出水孔联通，通过管路输送液体到UASB反应器中，从而达到脉冲布水的目的。
其中，动力关系为：
第一步，启动电机；
第二步：电机输出轴通过第一联轴器带动减速机转动；
第三步：减速机的输出轴通过第二联轴器带动轴杆2带动布水板1转动；
水流关系为：
第一步：打开提升泵，通过进入装置13将水注入腔体12内；
第二步：在腔体12内压力值达到1kg以上时，通过布水板1的弧形孔17和出水装置16的出水孔将水通过布水管输出至UASB(厌氧反应器)内。
进一步地，可以在腔体侧壁设置水压报警装置和水压检测装置，当腔体12内水压超过设定阈值时，水压报警装置报警；以及在进水装置上设置关断装置，当水压检测装置检测到腔体12内水压超过设定阈值时，关断装置关断进水。
电机为1000转/分钟，减速机的减速比为3000(将电机输出转速1000转/分钟转换为1/3转/分钟的转速)。可以使用变频电机实现减速机的1/3转/分钟至1/15转/分钟的输出转速。
本发明的用于UASB的脉冲布水装置及其脉冲布水方法相对于现有技术，具备以下有益效果：
1、解决了现有技术中UASB(厌氧反应器)的较多布水点带来的单个布水点出水速度不一致和出水量较低所导致的布水点堵塞问题；
2、通过分段注水提高水流速度，使污泥更容易颗粒化，避免污泥淤积在厌氧反应器的底部。
显然上述实施例仅为清楚的说明本发明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上，还可以做出其他不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有实施方式予以穷举。由此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种用于UASB(厌氧反应器)的脉冲布水装置，其包括电机、电机减速机、腔体、进水装置和出水装置，其中电机通过联轴器将动力输送到电机减速机，在腔体内设置旋转轴和布水板，进水装置将水注入腔体，出水装置将腔体内的水排出。
2.根据权利要求1所述的用于UASB的脉冲布水装置，其中该UASB(厌氧反应器)的脉冲布水装置为立式结构，电机(101)被设置在UASB(厌氧反应器)的脉冲布水装置最顶端，电机(101)通过第一联轴器连接电机减速机(5)，支撑腔体(3)位于电机减速机(5)与腔体(12)之间并且起到支撑电机减速机(5)和电机(101)的作用，支撑腔体(3)和电机减速机(5)、腔体(12)的上盖(10)分别使用螺栓固定；轴杆(2)贯通支撑腔体(3)和腔体(12)，轴杆(2)上端通过第二联轴器(4)与电机减速机(5)的输出轴联接，轴杆(2)的下端置于腔体(12)底部面板的支撑轴承(15)内；在腔体(12)的上盖(10)和支撑腔体(3)之间设置有密封装置，该密封装置包括密封填料(9)、密封填料腔体(8)和压紧装置(7)，密封填料(9)被充填在密封填料腔体(8)内，密封填料(9)密封性地抱紧轴杆(2)并使轴杆(2)能够旋转以及隔离腔体(12)内外的压力，压紧装置(7)通过可调节螺栓来挤压密封填料腔(8)，迫使密封填料(9)压紧接触轴杆(2)。
3.根据权利要求2所述的用于UASB的脉冲布水装置，其中布水板(1)通过尼龙套(14)贴合在出水装置(16)的出水孔内侧；支撑脚(11)支撑腔体(12)，使腔体(12)悬空支撑。
4.根据权利要求3所述的用于UASB的脉冲布水装置，其特征在于，出水装置(16)设置在腔体(12)下端，出水装置(16)通过法兰外连接到厌氧反应器的布水管。进水装置(13)设置腔体(12)的侧面距离腔体(12)顶部大约1/2腔体(12)的侧面长度的位置处(即腔体(12)侧面大约中间位置处)。
5.根据权利要求4所述的用于UASB的脉冲布水装置，其特征在于，布水板(1)通过销钉和C型键固定在轴杆(2)上；在布水板1)随着轴杆(2)旋转时，尼龙套(14)贴合接触出水装置(16)的出水孔内侧；布水板(1)上的弧形孔(17)与出水装置(16)的出水孔相对可以使水排出腔体(12)；腔体(12)内的压力为2KG的水压，腔体(12)外的压力为标准大气压；腔体(12)有效容积为提升泵工作3秒的进水量。
6.根据权利要求2所述的用于UASB的脉冲布水装置，其特征在于，布水板(1)为圆板形板钢板，通过布水板(1)的圆心处的轴套(201)焊接固定布水板(1)，在布水板(1)上均匀分布6-8条加强筋(202)，弧形孔(17)被同半径设置在布水板(1)上(即弧形孔(17)相应位置距离布水板(1)的圆心的距离相同)；弧形孔(17)与腔体(12)的出水装置(16)的出水孔相对应。
7.根据权利要求2所述的用于UASB的脉冲布水装置，其特征在于，轴套(201)上设置有销钉孔和键槽(用于匹配C型键)；布水板(1)通过销钉和C型键固定在轴杆(2)上。
8.根据权利要求2所述的用于UASB的脉冲布水装置，其特征在于，在腔体侧壁设置水压报警装置和水压检测装置；当腔体(12)内水压超过设定阈值时，水压报警装置报警；在进水装置上设置关断装置，当水压检测装置检测到腔体(12)内水压超过设定阈值时，关断装置关断进水；电机为1000转/分钟，电机减速机的减速比为3000(将电机输出转速1000转/分钟转换为1/3转/分钟的转速)；使用变频电机实现电机减速机的1/3转/分钟至1/15转/分钟的输出转速。
9.一种使用权利要求2所述用于UASB的脉冲布水装置的脉冲布水方法，其包括下列步骤：
(1)来水通过泵提升进入到用于UASB的脉冲布水装置中；
(2)启动电机(101)，电机(101)带动电机减速机(5)开始运转；
(3)电机减速机(5)的输出轴通过第一联轴器及第二联轴器将扭矩传递给轴杆(2)；
(4)轴杆(2)带动布水板(1)转动；
(5)布水板(1)上面的弧形孔(17)与腔体(12)的出水装置(16)的出水孔联通，通过管路输送液体到UASB反应器中，从而达到脉冲布水的目的。
10.根据权利要求9所述的脉冲布水方法，其中的动力关系为：
第一步，启动电机；
第二步：电机输出轴通过第一联轴器带动电机减速机转动；
第三步：电机减速机的输出轴通过第二联轴器带动轴杆(2)带动布水板(1)转动；
水流关系为：
第一步：打开提升泵，通过进入装置(13)将水注入腔体(12)内；
第二步：在腔体(12)内压力值达到1kg以上时，通过布水板(1)的弧形孔(17)和出水装置(16)的出水孔将水通过布水管输出至UASB反应器(厌氧反应器)内。
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