CN103739068B - 一种气体导流的厌氧反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气体导流的厌氧反应器，包括一个或多个串联的厌氧反应罐，厌氧反应罐的外部设有进水口、出水口、排气口、排渣口，厌氧反应罐的内部设有进料板、导流板及污泥板，进料板设置在靠近进水口一侧，污泥板设置在靠近出水口一侧，导流板设置在进料板及污泥板之间，导流板及污泥板活动连接在厌氧反应罐的内部，进料板与导流板围成污泥悬浮区，导流板与污泥板围成沉淀区，反应罐的底部为反应区。与现有技术相比，本发明不仅可以通过控制污泥悬浮区和污泥沉淀区的体积调节泥水反应时间和污泥的沉淀时间，而且抗冲击负荷强，发酵效率高，适用范围广，污泥利用率高，能耗低，设计简单，便于设备化。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域，尤其是涉及一种气体导流的厌氧反应器。
背景技术
厌氧反应器主要用于处理畜禽养殖废水、农业秸秆废弃物以及餐厨垃圾等。厌氧反应器从起源至今共经历了大约三代反应器，第一代形成的反应器为水力停留时间和污泥停留时间不分离，第二代形成的反应器实现了水力停留时间和污泥停留的时间，并且厌氧微生物可以附着于载体表面形成颗粒污泥，第三代形成的反应器进一步提高了进水和污泥之间的良好接触，总之每一代反应器都是向着能够形成大量的活性污泥和提高反应器泥水接触的方向进行发展。常规的厌氧反应器包括化粪池、厌氧滤池、上流式污泥床以及厌氧复合床反应器等存在着投资大、运行费用高、处理效果不是很理想的问题。
申请号为200620098842.6的中国专利公开了上流式多级处理厌氧反应器，该反应器主要特征是在反应器上方有与气液分离器相连通的贮水箱，回流管的一端与贮水箱连接，另一端与位于溢流堰侧边的出水口连接，回流管上有抽水泵，该反应器的优点是可以实现强制内循环，使反应在启动出气就能形成内循环，缩短污泥驯化时间，提高产期效率，同时具有较高的容积负荷。但是该专利的不足之处在于：强制内循环需要能耗大，系统的设计要求比较高，且该多级处理厌氧反应器纵向方向上设计，反应级别不宜过多，施工复杂，不便于工程化。
申请号为201110193158.1的中国专利公开了折流厌氧反应器以及应用该反应器的污水水处理装置，该反应器包括两组或更多组多级折流厌氧反应池，每组多级折流厌氧反应池包括沉淀池和污泥回流管，混合液进入沉淀池形成的上清液进入下一组多级折流厌氧反应器，浓缩混合液经泵回流到该组反应池第一级，该反应器的优点是可以独立发酵亦可分步发酵，还具有出水水质好、容积负荷高和污泥产量低等特点。但是该专利的不足之处在于：污泥的循环依靠外界动力强制循环需要能耗大，反应器需要折流板比较多，施工耗材较多，运行费用和投资费用都相应较高。
申请号为200910187408.3的中国专利公开了一种厌氧生化反应器，该反应器包括分室、沉淀区、排气管和排泥管。在池体内由隔板将其分成串联的分室，各分室均由隔板将其分隔成下向流道和上向流道，各分室内的下部分别设有配水系统；池体一侧设有进水管，各分室顶部设有排气管，各分室底部分别设有排泥管；出水室内设有沉淀池，沉淀池内下不设有进水分配区，中部设有沉淀区，上部设有出水堰。该反应池的特点是反应效率高，适应性强；分室的串联结构可增加抗冲击能力；水力高损失校，容积利用率提高。但是该专利的不足之处在于：污泥的沉淀在反应池的最后一级，每一级污泥保留比较低，产生的污泥量比较大，如果需要污泥的循环则需要依靠外界动力强制循环。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种气体导流的厌氧反应器，该反应器不仅可以通过控制污泥悬浮区和污泥沉淀区的体积调节泥水反应时间和污泥的沉淀时间，而且抗冲击负荷强，发酵效率高，适用范围广，污泥利用率高，能耗低，设计简单，便于设备化，产业化也具有很大的优势。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种气体导流的厌氧反应器，包括一个或多个串联的厌氧反应罐，
所述的厌氧反应罐的外部设有进水口、出水口、排气口、排渣口，多个反应罐串联连接时，前一个反应罐的出水口即为后一个反应罐的进水口，反应罐之间以热熔焊接方式连接，反应罐的罐盖顶端有排气管和安全阀。
所述的厌氧反应罐的内部设有进料板、导流板及污泥板，所述的进料板设置在靠近进水口一侧，所述的污泥板设置在靠近出水口一侧，所述的导流板设置在进料板及污泥板之间，
所述的导流板及污泥板活动连接在厌氧反应罐的内部，进料板与导流板围成污泥悬浮区，导流板与污泥板围成沉淀区，反应罐的底部为反应区。
废水经由进水口进入反应罐内，经过进水板进入反应罐底部的反应区，在厌氧反应产生的沼气的作用下，污泥、水和沼气进入进水板和导流板之间的污泥悬浮区，之后气体进入集气区，废水和污泥混合物进入沉淀区，污泥在重力作用下下沉，经由导流板和污泥导流板重新进入反应区进行下一循环反应，上清液则通过右侧上方的排水口进入下一级反应罐或者直接排水；下一级反应罐重复上一级反应罐过程。
所述的导流板通过导流板卡槽固定在反应罐内控制污泥悬浮区和污泥沉淀区的体积，进而控制泥水反应时间和污泥沉淀时间。
所述的导流板卡槽的一端用转轴固定可左右转动，另一端通过固定在侧壁上导流板圆弧卡槽自由调节角度以控制导流板与反应罐顶部的夹角。
所述的导流板圆弧卡槽的角度为45°，控制导流板与反应罐顶部的夹角在45°-90°之间调节。
所述的污泥板通过污泥板卡槽固定在反应罐内控制污泥悬浮区和污泥沉淀区的体积，进而控制泥水反应时间和污泥沉淀时间。
所述的污泥板卡槽的一端用转轴固定可左右转动，另一端通过固定在侧壁上污泥板圆弧卡槽自由调节角度以控制污泥板与反应罐侧部的夹角。
所述的污泥板圆弧卡槽的角度为30°，控制污泥板与反应罐侧部的夹角为30°-60°。
上述卡槽和罐壁的间隙采用橡胶或聚四氟乙烯等材料软密封。
所述的导流板的顶端不高于进水口和出水口的高度。
所述的导流板与污泥板之间的距离为导流板长度的1/10～2/5，
所述的污泥板与反应罐底部的距离为反应罐高度的1/10～1/5，
所述的污泥板伸出导流板的长度为污泥板全长的1/10～3/10。
所述的污泥悬浮区与沉淀区的体积比为2∶1～5∶1。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、该反应器可以相对自由调节污泥悬浮区和沉淀区的体积，从而控制泥水反应时间和污泥沉淀时间，也可以根据不同废水和污泥调节反应罐，该反应器适用于畜禽养殖废水、食品加工业废水、生活垃圾填埋渗滤液以及一些可生化性较高的工业有机废水等，应用范围广泛；
二、该反应器为多级反应器，反应罐之间串联，每级反应罐都设有沉淀区，因此污泥在每级反应罐内都能及时沉淀，进入下一级反应罐的液体是上一级反应罐反应的上清液而非污泥和废水的混合物，因此该反应更加有效的增加了反应器的抗冲击负荷性能；
三、污泥在沉淀区底部经由导流板和污泥板自然下沉到反应区，污泥回流无须额外动力，另外污泥及时沉淀可以减少污泥损失，污泥利用率高；
四、进水板、导流板和污泥板设计简单，可直接(热熔)焊接在反应罐内部，加工制造比较简单，设备化方便，产业化具有很强的优势。综上，本发明设计简单，操作方便，抗负荷冲击力强，能耗低，应用范围广，具有很好的市场前景。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，1-进水口、2-进料板、3-污泥板、4-排渣口、5-导流板、6-排气口、7-一级反应罐出水口、8-一级厌氧反应罐、9-二级厌氧反应罐、10-n级厌氧反应罐、11-导流板卡槽、12-导流板圆弧卡槽、13-污泥板卡槽、14-污泥板圆弧卡槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种气体导流的多级厌氧反应器，其结构如图1所示，可以是一个厌氧反应罐，也可以是多个串联的厌氧反应罐，如本实施例所示，设有一级厌氧反应罐8、二级厌氧反应罐9直到串联至n级厌氧反应罐10。各反应罐之间以焊接方式连接，每个反应罐的上部设有排气口6，侧边底部设有排渣口4，一级厌氧反应罐8从左至右依次设有进水口1，进水口1在反应罐的左侧壁上端，废水经由进料板2进入反应区，在产生的沼气的作用下进入进料板2和导流板5间隔形成的污泥悬浮区，导流板5与灌盖的夹角为45°，导流板顶端略低于进出水口，污泥经过导流板5和污泥板3进入反应区，进料板2焊接在反应罐内部，导流板5和污泥板3通过导流板卡槽11和卡槽14固定在反应罐内达到控制污泥悬浮区和污泥沉淀区的体积，进而达到控制泥水反应时间和污泥沉淀时间的目的，导流板卡槽11和污泥板圆弧卡槽14与罐壁的间隙采用橡胶或聚四氟乙烯等材料软密封；导流板导流板卡槽11一端用转轴固定，使其可以左右转动，导流板导流板卡槽11另一端通过固定在侧壁上导流板圆弧卡槽12自由调节其角度，以控制导流板5与罐顶的夹角，导流板导流板卡槽11和导流板圆弧卡槽12以销钉连接；污泥板卡槽13一端用转轴固定，使其可以上下转动，污泥板卡槽13另一端固定在侧壁上的污泥板圆弧卡槽14自由调节其角度，控制污泥板3与右侧罐壁的夹角，污泥板卡槽13和污泥板圆弧卡槽14以销钉连接；导流板5到污泥板3延长线的长度大约为导流板长度的1/10，污泥板底端到反应罐底部的距离大约为反应罐高度的1/10，污泥板伸出导流板的长度大约为污泥板长度的1/10，污泥悬浮区体积和沉淀区体积比大约为2∶1。之后气体进入集气区，污泥板与反应罐右壁夹角为30°，沉淀区上清液经由一级反应罐出水口7进入下一个反应罐或者排出反应器。一级反应罐出水口7就是二级厌氧反应罐9的进水口。将本发明实施例运用到湖南某些养殖废水处理中，经本发明一种气体导流的多级厌氧发生器处理后水质：COD为175mg/L，低于国家允许的养殖污染排放值400mg/L。
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于，导流板5夹角与罐盖夹角为60°，污泥板与反应罐右壁夹角为30°，导流板到污泥板延长线的长度大约为导流板长度的1/10，污泥板底端到反应罐底部的距离大约为反应罐高度的1/10，污泥板伸出导流板的长度大约为污泥板长度的3/10，污泥悬浮区体积和沉淀区体积比大约为2∶1。将本发明实施例运用到湖南某些养殖废水处理中，经本发明一种气体导流的多级厌氧发生器处理后水质：COD为186mg/L，低于国家允许的养殖污染排放值400mg/L。
实施例3
本实施例与实施例1不同之处在于，导流板5夹角与罐盖夹角为90°，污泥板与反应罐右壁夹角为30°，导流板到污泥板延长线的长度大约为导流板长度的1/10，污泥板底端到反应罐底部的距离大约为反应罐高度的1/5，污泥板伸出导流板的长度大约为污泥板长度的3/10，污泥悬浮区体积和沉淀区体积比大约为2∶1。将本发明实施例运用到湖南某些养殖废水处理中，经本发明一种气体导流的多级厌氧发生器处理后水质：COD为220mg/L，低于国家允许的养殖污染排放值400mg/L。
实施例4
本实施例与实施例1不同之处在于，导流板5夹角与罐盖夹角为45°，污泥板与反应罐右壁夹角为45°，导流板到污泥板延长线的长度大约为导流板长度的2/5，污泥板底端到反应罐底部的距离大约为反应罐高度的1/10，污泥板伸出导流板的长度大约为污泥板长度的3/10，污泥悬浮区体积和沉淀区体积比大约为5∶1。将本发明实施例运用到湖南某些养殖废水处理中，经本发明一种气体导流的多级厌氧发生器处理后水质：COD为205mg/L，低于国家允许的养殖污染排放值400mg/L。
实施例5
本实施例与实施例1不同之处在于，导流板5夹角与罐盖夹角为60°，污泥板与反应罐右壁夹角为45°，导流板到污泥板延长线的长度大约为导流板长度的2/5，污泥板底端到反应罐底部的距离大约为反应罐高度的1/5，污泥板伸出导流板的长度大约为污泥板长度的3/10，污泥悬浮区体积和沉淀区体积比大约为5∶1。将本发明实施例运用到湖南某些养殖废水处理中，经本发明一种气体导流的多级厌氧发生器处理后水质：COD为195mg/L，低于国家允许的养殖污染排放值400mg/L。
实施例6
本实施例与实施例1不同之处在于，导流板5夹角与罐盖夹角为45°，污泥板与反应罐右壁夹角为60°，导流板到污泥板延长线的长度大约为导流板长度的2/5，污泥板底端到反应罐底部的距离大约为反应罐高度的1/5，污泥板伸出导流板的长度大约为污泥板长度的3/10，污泥悬浮区体积和沉淀区体积比大约为2∶1。将本发明实施例运用到湖南某些养殖废水处理中，经本发明一种气体导流的多级厌氧发生器处理后水质：COD为230mg/L，低于国家允许的养殖污染排放值400mg/L。
Claims (8)
1.一种气体导流的厌氧反应器，其特征在于，该反应器包括一个或多个串联的厌氧反应罐，
所述的厌氧反应罐的外部设有进水口、出水口、排气口、排渣口，
所述的厌氧反应罐的内部设有进料板、导流板及污泥板，所述的进料板设置在靠近进水口一侧，所述的污泥板设置在靠近出水口一侧，所述的导流板设置在进料板及污泥板之间，
所述的导流板及污泥板活动连接在厌氧反应罐的内部，进料板与导流板围成污泥悬浮区，导流板与污泥板围成沉淀区，反应罐的底部为反应区；
所述的导流板通过导流板卡槽固定在反应罐内控制污泥悬浮区和污泥沉淀区的体积，进而控制泥水反应时间和污泥沉淀时间，所述的污泥板通过污泥板卡槽固定在反应罐内控制污泥悬浮区和污泥沉淀区的体积，进而控制泥水反应时间和污泥沉淀时间。
2.根据权利要求1所述的一种气体导流的厌氧反应器，其特征在于，所述的导流板卡槽的一端用转轴固定可左右转动，另一端通过固定在侧壁上导流板圆弧卡槽自由调节角度以控制导流板与反应罐顶部的夹角。
3.根据权利要求2所述的一种气体导流的厌氧反应器，其特征在于，所述的导流板圆弧卡槽的角度为45°，控制导流板与反应罐顶部的夹角在45°-90°之间调节。
4.根据权利要求1所述的一种气体导流的厌氧反应器，其特征在于，所述的污泥板卡槽的一端用转轴固定可左右转动，另一端通过固定在侧壁上污泥板圆弧卡槽自由调节角度以控制污泥板与反应罐侧部的夹角。
5.根据权利要求4所述的一种气体导流的厌氧反应器，其特征在于，所述的污泥板圆弧卡槽的角度为30°，控制污泥板与反应罐侧部的夹角为30°-60°。
6.根据权利要求1所述的一种气体导流的厌氧反应器，其特征在于，所述的导流板的顶端不高于进水口和出水口的高度。
7.根据权利要求1所述的一种气体导流的厌氧反应器，其特征在于，
所述的导流板与污泥板之间的距离为导流板长度的1/10～2/5，
所述的污泥板与反应罐底部的距离为反应罐高度的1/10～1/5，
所述的污泥板伸出导流板的长度为污泥板全长的1/10～3/10。
8.根据权利要求1所述的一种气体导流的厌氧反应器，其特征在于，所述的污泥悬浮区与沉淀区的体积比为2︰1～5︰1。
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