CN104193000B - 用于增大颗粒污泥粒径的上升式厌氧颗粒污泥反应器 - Google Patents

用于增大颗粒污泥粒径的上升式厌氧颗粒污泥反应器 Download PDF

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用于增大颗粒污泥粒径的上升式厌氧颗粒污泥反应器，它涉及一种升流式的厌氧反应器，现有升流式的厌氧反应器的上升流速对颗粒污泥的剪切作用提升有限，过大的上升流速很容易导致颗粒污泥上浮或是进入外循环被泵打碎的问题。升流式厌氧反应器1的上部为三相分离器1-1，三相分离器1-1的侧壁上设有出水口1-1-1和回流口1-1-2，升流式厌氧反应器1的底部设有进水口1-2，进水管2通过循环泵6与进水口1-2连通，循环管3的一端与回流口1-1-2连通，循环管3的另一端与进水口1-2连通，数个针头4水平设置在升流式厌氧反应器1的侧壁上，且针尖水平朝向升流式厌氧反应器1的内腔，每个针头4对应一个接管5，且接管5的一端与其对应的针头4连接，接管5的另一端与循环管3连通。本发明用于水污泥处理。

Description

用于增大颗粒污泥粒径的上升式厌氧颗粒污泥反应器
技术领域
本发明涉及一种升流式的厌氧反应器，具体涉及一种用于增大颗粒污泥粒径的上升式厌氧颗粒污泥反应器。
背景技术
在水污泥控制技术领域，目前公认最为经济而高效的生物脱氮技术是厌氧氨氧化技术。与传统的硝化反硝化生物脱氮工艺相比，厌氧氨氧化技术具有运行成本低，脱氮效率高，节约能源，污泥量少等优点。
在两级的短程硝化-厌氧氨氧化工艺中，当高纯度的厌氧氨氧化细菌以颗粒污泥形式存在时会大大增加整个工艺的脱氮效率和抗冲击负荷；在一段式的自养脱氧工艺中，好氧氨氧化细菌和厌氧氨氧化细菌以颗粒污泥的形式存在时才会形成好氧厌氧微环境。同时，厌氧氨氧化的污泥在颗粒化后具有良好的沉降性能，这对生长极其缓慢的厌氧氨氧化细菌的持留和富集是非常重要的。
现在，升流式的厌氧反应器已经成为培养厌氧颗粒污泥的重要的厌氧反应器。这类厌氧反应器的绝大部分的脱氮效率发生在反应器底部的污泥床层。为了快速的获得较大粒径的厌氧颗粒污泥，常常加大反应器内的上升流速，提高反应器的高径比，同时采用经过三相分离器的出水经外循环水回流等方式。这些方式其实主要是增大反应器内水质流体对污泥的剪切力。但是，通过单纯的提高上升流速，对颗粒污泥的剪切作用提升有限，同时过大的上升流速很容易导致颗粒污泥上浮或是进入外循环被泵打碎。
发明内容
本发明为解决现有升流式的厌氧反应器的上升流速对颗粒污泥的剪切作用提升有限，过大的上升流速很容易导致颗粒污泥上浮或是进入外循环被泵打碎的问题，而提供一种通过提供高剪切力来增大颗粒污泥粒径的上升式厌氧颗粒污泥反应器。
本发明包括升流式厌氧反应器、进水管、循环管、循环泵、数个针头和数个接管，升流式厌氧反应器的上部为三相分离器，三相分离器的侧壁上设有出水口和回流口，升流式厌氧反应器的底部设有进水口，进水管通过循环泵与进水口连通，循环管的一端与回流口连通，循环管的另一端与进水口连通，数个针头水平设置在升流式厌氧反应器的侧壁上，且针尖水平朝向升流式厌氧反应器的内腔，每个针头对应一个接管，且接管的一端与其对应的针头连接，接管的另一端与循环管连通。
本发明具有以下有益效果：
一、本发明在升流式厌氧反应器1上设计了循环管3和针头4，通过侧向射流的方式，来增加反应区的剪切力，通过提高了外循环回流水对颗粒的剪切作用，为颗粒污泥的长大提供高剪切力的培养环境，实现了较短时间内得到粒径较大的颗粒污泥。同时，回流水射流可以有效增加生物与进水的的接触面积，提高污水中待降解物质从液相到颗粒污泥固相的传质速率。
二、本发明可以实现对大多数具有取样口的厌氧反应器的方便的改装，
可以针对不同的污泥床层自由的调节射流区的位置。使用本发明实施，在自养脱氮颗粒污泥的启动培养中，经过140天的运行，颗粒污泥平均直径可达到860μm以上，平均增长超过90μm。
附图说明
图1是本发明的整体结构主剖视图(图中标记7为外循环水回流层，标记8为外循环水回管)。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式包括升流式厌氧反应器1、进水管2、循环管3、循环泵6、数个针头4和数个接管5，升流式厌氧反应器1的上部为三相分离器1-1，三相分离器1-1的侧壁上设有出水口1-1-1和回流口1-1-2，升流式厌氧反应器1的底部设有进水口1-2，进水管2通过循环泵6与进水口1-2连通，循环管3的一端与回流口1-1-2连通，循环管3的另一端与进水口1-2连通，数个针头4水平设置在升流式厌氧反应器1的侧壁上，且针尖水平朝向升流式厌氧反应器1的内腔，每个针头4对应一个接管5，且接管5的一端与其对应的针头4连接，接管5的另一端与循环管3连通。
工作原理：三相分离器1-1上的锥形挡气板1-3将主反应区内的固体挡住，主反应区内的气体由锥形挡气板1-3外边缘上升并由气孔1-4排出，主反应区内的液体一部分由出水口1-1-1排出、另一部分经回流口1-1-2和循环管3进入针头4，通过针头4向主反应区内喷射，针头4的射流方向与升流式厌氧反应器1内的上升流向相垂直。射流部位主要集中在颗粒污泥床层，可以方便的拆卸和安装。同时，本实施方式包括将射流针头设置在取样口的方式，可利用射流针头方便地改装为射流方式来提高相应反应区的剪切力。
本实施方式上升式厌氧颗粒污泥反应器还包括外循环水回流层7和外循环水回管8，用于控制反应器内的温度。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的升流式厌氧反应器1的侧壁上设有数层针头4。针头4的层数可根据反应器污泥床的高度来设置。其它组成及连接与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式的每层的数个针头4沿同一圆周均不设置。每层针头4至少两个。这样设置可以调节反应区剪切力的强度。其它组成及连接与具体实施方式一或二相同。
实施例1
结合图1说明本实施例上升式厌氧颗粒污泥反应器，本实施例上升式厌氧颗粒污泥反应器包括升流式厌氧反应器1、进水管2、循环管3、循环泵6、针头4和接管5，升流式厌氧反应器1的上部为三相分离器1-1，三相分离器1-1的侧壁上设有出水口1-1-1和回流口1-1-2，升流式厌氧反应器1的底部设有进水口1-2，进水管2通过循环泵6与进水口1-2连通，循环管3的一端与回流口1-1-2连通，循环管3的另一端与进水口1-2连通，针头4水平设置在升流式厌氧反应器1的侧壁上，且针尖水平朝向升流式厌氧反应器1的内腔，每个针头4对应一个接管5，且接管5的一端与其对应的针头4连接，接管5的另一端与循环管3连通；上升式厌氧颗粒污泥反应器还包括外循环水回流层7和外循环水回管8。
用本实施例上升式厌氧颗粒污泥反应器进行单级自养全程自氧脱氮CANON工艺启动过程中，反应温度为32℃，颗粒污泥初始的平均粒径为769μm，每层设置针头4为一个，对称设计，共设置2层针头，单侧设置针头，进水流速为6.7mL/min，回流比为650％，针头出水流速为50mL/min。运行142天，颗粒污泥的粒径为863μm。
实施例2
结合图1说明本实施例上升式厌氧颗粒污泥反应器，本实施例上升式厌氧颗粒污泥反应器包括升流式厌氧反应器1、进水管2、循环管3、循环泵6、针头4和接管5，升流式厌氧反应器1的上部为三相分离器1-1，三相分离器1-1的侧壁上设有出水口1-1-1和回流口1-1-2，升流式厌氧反应器1的底部设有进水口1-2，进水管2通过循环泵6与进水口1-2连通，循环管3的一端与回流口1-1-2连通，循环管3的另一端与进水口1-2连通，针头4水平设置在升流式厌氧反应器1的侧壁上，且针尖水平朝向升流式厌氧反应器1的内腔，每个针头4对应一个接管5，且接管5的一端与其对应的针头4连接，接管5的另一端与循环管3连通；上升式厌氧颗粒污泥反应器还包括外循环水回流层7和外循环水回管8。每层设置针头4为一个，反应器单侧共设置2层针头，针头出水流速约为50mL/min。
对比反应器：与本实施例上升式厌氧颗粒污泥反应器的不同点在于其不设置针头4，不进行射流。
在其余条件均相同(如：初始颗粒污泥粒径、反应温度、进水流速，回流比等都保持一致)的情况下同时用两个反应器处理高氨氮低碳氮比配水。三个月后本实施例上升式厌氧颗粒污泥反应器内的颗粒污泥的平均粒径为871μm，比对比反应器内的颗粒污泥的颗粒平均粒径大98μm。

Claims (4)

1.一种用于增大颗粒污泥粒径的上升式厌氧颗粒污泥反应器，所述用于增大颗粒污泥粒径的上升式厌氧颗粒污泥反应器包括升流式厌氧反应器(1)、进水管(2)和循环泵(6)，升流式厌氧反应器(1)的上部为三相分离器(1-1)，三相分离器(1-1)的侧壁上设有出水口(1-1-1)和回流口(1-1-2)，升流式厌氧反应器(1)的底部设有进水口(1-2)，进水管(2)通过循环泵(6)与进水口(1-2)连通，其特征在于：所述用于增大颗粒污泥粒径的上升式厌氧颗粒污泥反应器还包括循环管(3)、数个针头(4)和数个接管(5)，循环管(3)的一端与回流口(1-1-2)连通，循环管(3)的另一端与进水口(1-2)连通，数个针头(4)水平设置在升流式厌氧反应器(1)的侧壁上，且针尖水平朝向升流式厌氧反应器(1)的内腔，每个针头(4)对应一个接管(5)，且接管(5)的一端与其对应的针头(4)连接，接管(5)的另一端与循环管(3)连通。
2.根据权利要求1所述用于增大颗粒污泥粒径的上升式厌氧颗粒污泥反应器，其特征在于：所述升流式厌氧反应器(1)的侧壁上设有数层针头(4)。
3.根据权利要求1或2所述用于增大颗粒污泥粒径的上升式厌氧颗粒污泥反应器，其特征在于：每层的数个针头(4)沿同一圆周均不设置。
4.根据权利要求1或2所述用于增大颗粒污泥粒径的上升式厌氧颗粒污泥反应器，其特征在于：上升式厌氧颗粒污泥反应器还包括外循环水回流层(7)和外循环水回管(8)。
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