CN103755022A - 变径ic厌氧反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变径IC厌氧反应器，包括罐体，罐体的外壳自上而下地包括上段、中段和下段三部分，上段内部具有气液分离器和上反应室，上反应室内部又具有三相分离器和集气器；下段内部为下反应室，其内部有布水器；所述上段和下段均为圆柱形，中段的上端与下端分别与上段的最下端和下段的最上端连接，且中段的直径自下而上地逐渐收窄，使得上反应室的直径小于下反应室的直径。本发明采用下大上小的变径设计，缩小了上反应室的直径，对正常的内循环没有任何的影响，但是却使得内循环装置制作变得简单，节省了制材，施工简易。本发明简单易行，容积负荷高，适用于对高浓度有机废水进行厌氧处理。

Description

变径IC厌氧反应器

技术领域

本发明涉及一种针对有机废水厌氧处理的设备，特别是一种IC厌氧反应器。

背景技术

IC（Internal Circulation）厌氧反应器，又称内循环厌氧反应器，是一种高效的厌氧反应器。它包括一罐体，罐体外壳呈直筒的圆柱形，罐体外壳内分为上反应室和下反应室。上反应室外顶部有一气液分离器，上反应室内部设有三相分离器、集气器和提升管。下反应室底部有一布水器。罐体内还有一贯穿于IC厌氧反应器上、下反应室的回流管，回流管上端与气液分离器相连接，下端与布水器相连接。罐体外设的进水管进入下反应室底部的布水器，从布水器进入反应器的有机废水与污泥相混合、并产生沼气。沼气上升并被集气器所收集、然后进入提升管和气液分离器。沼气沿提升管上升时，同时会把发酵液提升至气液分离器。进入气液分离器的发酵液，在重力的作用下，通过回流管自上而下再次返回到下反应室，形成内循环。内循环可以增加IC厌氧反应器下反应室的水力负荷，能提高有机物与污泥之间的传质速率，使IC厌氧反应器具有较高的容积负荷。

但是，目前所有的IC厌氧反应器，它外壳均呈直筒的圆柱形，即上、下反应室的直径是相等的，这样在制作集气器、三相分离器、时，耗材特别大，且难以确保现场施工的质量。

传统的IC厌氧反应器，上反应室的容积通常占整个IC厌氧反应器容积的1/3以上，如此大的容积却对消化有机物起不到太大的作用，从而降低了IC厌氧反应器整体的处理效率。

另外，传统的IC厌氧反应器，其容积负荷受肘于反应器进水上升流速，不能很好地使处理效率提高。并且，外壳底部之外的进水管通入到外壳内部后，所连接的布水器最多也只是旋流式布水器，这种传统的旋流式布水器包括锥形的、尖头向上的布水伞以及位于布水伞之内的多根布水支管，布水支管末端设有喷嘴，首端通过设在反应器之外的分配器与进水管连通；各喷嘴位于同一出水圆周，该出水圆周与布水伞中轴线垂直，各喷嘴贴着布水伞内壁，即出水圆周是贴着布水伞内壁的。然而，分配器设置在反应器外部，为实现出水圆周上的喷嘴均布，布水支管走向各异，配件不统一，安装要求高，工程量大，且没有充分将回流管中回流下来的液体充分利用起来，进水与内循环仍未达到完全的一体化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种变径IC厌氧反应器，它能简化传统的等径IC厌氧反应器的三相分离器与集气器的制作过程，并节省制作材料，同时还能提高IC反应器的容积负荷，增加处理能力。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

变径IC厌氧反应器，包括罐体，罐体的外壳自上而下地包括上段、中段和下段三部分，上段内部具有气液分离器和上反应室，上反应室内部又具有三相分离器和集气器；下段内部为下反应室，其内部有布水器；所述上段和下段均为圆柱形，中段的上端与下端分别与上段的最下端和下段的最上端连接，且中段的直径自下而上地逐渐收窄，使得上反应室的直径小于下反应室的直径。

作为上述技术方案的进一步改进，所述中段与下段的连接部位和/或中段与下段的连接部位为直接相连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述中段与下段的连接部位和/或中段与下段的连接部位为圆角过渡。

作为上述技术方案的进一步改进，所述中段整体呈圆台状。

作为上述技术方案的进一步改进，上反应室直径为下反应室的二分之一或更小。

总之，本发明的大致思路是：通过改变上反应室径的方法，缩小上反应室的直径和容积，使IC厌氧反应器的外壳自上而下，分成上、中、下三段。上段内部安装集气器、三相分离器、提升管，并把气液分离器也纳入其中；下段内部安装旋流式布水器；回流管贯穿反应器的上、下两个反应室。上反应室直径小于下反应室，中段作为过渡段。

本发明的有益效果是：本发明改变了传统的等径IC厌氧反应器的结构，而是采用下大上小的变径设计，缩小了上反应室的直径，这对正常的内循环没有任何的影响，但是却使得构成内循环装置的集气器、三相分离器、气液分离器这些装置制作变得更为简单，并节省了制作材料。但由于上反应室的直径变小、会使增加上反应室的水力负荷、即使上升流速变大而不利于污泥的截留，故唯一需要考虑的是，反应器进水的上升流速不能太大，因此本发明更适合用于处理高浓度（CODcr高达数万毫克/升）的有机废水，而这恰恰是克服了常规IC厌氧反应器难以处理高浓度废水的不足之处。本发明简单易行，容积负荷高，适用于对高浓度有机废水进行厌氧处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明的实施例1整体结构示意图；

图2是本发明的实施例2整体结构示意图；

图3是本发明的实施例3整体结构示意图；

图4是本发明中的旋流式布水器的前视结构示意图；

图5是本发明中的旋流式布水器的俯视结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

变径IC厌氧反应器，包括罐体，罐体的外壳自上而下地包括上段、中段和下段三部分，上段内部具有气液分离器5和上反应室1，上反应室1内部又具有三相分离器4和集气器3；下段内部为下反应室2，其内部有布水器8；所述上段和下段均为圆柱形，中段的上端与下端分别与上段的最下端和下段的最上端连接，且中段的直径自下而上地逐渐收窄，使得上反应室1的直径小于下反应室2的直径。

变径的设计方案可以有多种，但主要是从中段着手进行改进，因为上反应室1与下反应室2基本都要维持圆柱状，中段进行过渡时，不能产生突变台阶，避免滞留（颗粒）污泥。

实施例1：参照图1，让所述中段呈圆台状，所述中段与下段的连接部位和/或中段与下段的连接部位为直接相连。只要斜度相符合，不是过分突变，连接位置为直接相连亦可，且该种做法最易实现。当然，为了使过渡更为自然，可令所述中段与下段的连接部位和/或中段与下段的连接部位为圆角过渡。

实施例2：参照图2，让所述中段呈鼓形的上部分，整体外凸。

实施例3：参照图3，让所述中段呈收窄瓶颈状，整体内凹。

不管何种中段实施方式，实际生产中，应该根据反应器进水的COD浓度、容积负荷、进水上升流速、污泥沉降速度等因素，综合衡量，以确定上反应室的变径（直径缩小）的比例，但一般情况下，最好令上反应室1直径为下反应室2的二分之一。

如背景技术所言，现有的IC厌氧反应器中的旋流式布水器本身亦具有不足之处，故本发明亦针对旋流式布水器提出具体的实施方式，在此一并解决这些问题。

参照图4和图5，本IC厌氧反应器的上反应室1的上部设有气液分离器5，气液分离器5底部与一回流管7上端连接，回流管7下端直通到处于下反应室2底部的旋流式布水器8内，该旋流式布水器8的结构为：包括锥状的布水伞81，布水伞81锥角朝上，并具有与布水伞81中心轴线同轴的出水圆周，布水伞81内设有处在布水伞81中轴线的进水分配器82，所述进水分配器82设有与外设的进水管9相接的进水口84以及开口朝上、与回流管7的下端相接的回流接管83，进水分配器82同时还向四周伸出多支末端具有布水喷头的、均位于布水伞81内的布水支管85，所述布水喷头位于出水圆周上。需要指出的是，这里所述的出水圆周并非实体，而是旋流式布水器本身的一种固有布置布水喷头的路径。

进一步作为优选的实施方式，所述出水圆周位于布水伞81底面的上方，且与布水伞81内壁隔开。本实施例中的出水圆周并非与布水伞81等径，而是与其内壁隔开一定距离，喷流需经一定的冲击时间后才会冲击到伞内壁。合适地调整该距离，可获得更佳的旋流布水效果。

进一步作为优选的实施方式，所述布水喷头的朝向为统一的顺时针或逆时针方向，且所述朝向与出水圆周相切。具体地，所述布水喷头是变径的喷头。

进一步作为优选的实施方式，多根布水支管85以进水分配器82为中心，向四周辐射并等距分布。向四周辐射等距分布的布置形式，使布水角度更加均匀合理，并且布水支管的长短均一，生产和安装都很便捷，无需像传统技术那样将进水分配器设在外面而需特制异形件。

进一步作为优选的实施方式，回流管83开口方向与布水伞81同轴，进水口84开口方向与布水伞81同轴，或进水口84处于进水分配器82侧面；回流接管83与回流管83接口法兰相连接。进水分配器82内设有用于平衡回流液与进水压力的整流罩（整流罩图中未示）。由于进水分配器82内为自上往下的水流与自下往上的水流的交汇处，故在该位置设置整流罩，可以有效地平衡上下水头压力。

工作时，有机废水从进水管9穿过外壳，进入旋流式布水器8内。废水在下反应室2被消化。下反应室产生的沼气被上反应室中的集气器3所收集，并进入提升管6，最后进入气液分离器5。沼气在进入提升管6的同时，会带动发酵液被提升至气液分离器5，并进入回流管7，引起内循环。回流管7中下降的回流液直接进入旋流式布水器8，与反应器的进水混合后，在反应器底部产生旋转式流动，实现均匀布水。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.变径IC厌氧反应器，包括罐体，其特征在于：罐体的外壳自上而下地包括上段、中段和下段三部分，上段内部具有气液分离器（5）和上反应室（1），上反应室（1）内部又具有三相分离器（4）和集气器（3）；下段内部为下反应室（2），其内部有布水器（8）；所述上段和下段均为圆柱形，中段的上端与下端分别与上段的最下端和下段的最上端连接，且中段的直径自下而上地逐渐收窄，使得上反应室（1）的直径小于下反应室（2）的直径。

2.根据权利要求1所述的变径IC厌氧反应器，其特征在于：所述中段与下段的连接部位和/或中段与下段的连接部位为直接相连。

3.根据权利要求1所述的变径IC厌氧反应器，其特征在于：所述中段与下段的连接部位和/或中段与下段的连接部位为圆角过渡。

4.根据权利要求1～3任一项所述的变径IC厌氧反应器，其特征在于：所述中段整体呈圆台状。

5.根据权利要求1所述的变径IC厌氧反应器，其特征在于：上反应室（1）直径为下反应室（2）的二分之一或更小。

6.根据权利要求1所述的变径IC厌氧反应器，其特征在于：上反应室（1）的上部设有气液分离器（5），气液分离器（5）底部与一回流管（7）上端连接，回流管（7）下端直通到处于下反应室（2）底部的旋流式布水器（8）内，该旋流式布水器（8）的结构为：

包括锥状的布水伞（81），布水伞（81）锥角朝上，并具有与布水伞（81）中心轴线同轴的出水圆周，布水伞（81）内设有处在布水伞（81）中轴线的进水分配器（82），所述进水分配器（82）设有与外设的进水管（9）相接的进水口（84）以及开口朝上、与回流管（7）的下端相接的回流接管（83），进水分配器（82）同时还向四周伸出多支末端具有布水喷头的、均位于布水伞（81）内的布水支管（85），所述布水喷头位于出水圆周上。

7.根据权利要求6所述的变径IC厌氧反应器，其特征在于：所述出水圆周位于布水伞（81）底面的上方，且与布水伞（81）内壁隔开。

8.根据权利要求7所述的变径IC厌氧反应器，其特征在于：所述布水喷头的朝向为统一的顺时针或逆时针方向，且所述朝向与出水圆周相切。

9.根据权利要求8所述的变径IC厌氧反应器，其特征在于：多根布水支管（85）以进水分配器（82）为中心，向四周辐射并等距分布。

10.根据权利要求9所述的变径IC厌氧反应器，其特征在于：回流管（83）开口方向与布水伞（81）同轴，进水口（84）开口方向与布水伞（81）同轴，或进水口（84）处于进水分配器（82）侧面；回流接管（83）与回流管（83）接口法兰相连接。进水分配器（82）内设有用于平衡回流液与进水压力的整流罩。

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