CN105776536B - 一种可在线维护式的上流式厌氧反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可在线维护式的上流式厌氧反应器，包括反应器本体，所述的反应器本体内设有三相分离单元、布水单元，所述的布水单元包括压力布水器以及多根延伸至反应器本体下部的布水管路，所述的布水管路包括套管以及套设在套管内的可拆卸的布水支管，所述的布水支管与压力布水器相连通。本发明的目的在于提供一种可在线维护式的上流式厌氧反应器，该可在线维护式的上流式厌氧反应器可以方便快速应对管道结垢堵塞的情况，并且布水均匀，安装难度低，进而提高出水水质。

Description

一种可在线维护式的上流式厌氧反应器

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体地说是一种可在线维护式的上流式厌氧反应器。

背景技术

中国专利ZL 201120288530.2公开了一种上流式厌氧污泥床反应器,包括反应器、位于反应器顶部的排气管、上部的出水管和底部的污水进水管,在反应器的外部还设有沉淀池,所述沉淀池与反应器的出水管相连通,在沉淀池的底部设有回流管,该回流管与反应池的底部相连通,在沉淀池的上部还设有排水管。

中国专利申请CN 200910115529.7公开了一种上流式厌氧污泥床反应器,其特征是反应器低端连有污泥床,污泥床上端连有污泥悬浮层区,反应器上端连有若干个集气罩,集气罩之间通过连通管连接,集气罩通过若干根污泥上升管连接集气罐,集气罐的上、下端分别对应连有出气管和污泥回流管,集气罩两侧与反应器之间留有出水渠和气室。

中国专利申请CN201410274563.X公开了一种新型UASB反应器布水系统，包括反应器罐体，一个布水点布置一条布水管，布水管道直接由反应器底部穿池壁直接进入，每个布水管道承担0.5-5m2的池底面积；在池壁外部部分的管道上采用管道、阀门和盲板的配置形式。

中国专利申请CN201210376282.6公开了一种新型UASB复合厌氧反应器，属于污水处理装置。一种新型UASB复合厌氧反应器，包括反应器罐体，反应器罐体底部一侧设有进水口，进水口和进水总管相连，进水总管和U型布水支管的两个端口连接，反应器罐体底部另一侧设有压力水反冲口，压力水反冲口和反冲进水总管相连，反冲进水总管和U型布水支管的底部连接，反应器罐体中部设有填料支架，填料支架之间填充填料形成填料层，反应器罐体上部设有三相分离器，反应器罐体顶部设有沼气集气管和出水口。

中国专利申请CN 201310377045.6公开了一种净化型UASB反应器，涉及工业机械领域，包括池体，所述池体底部设有污泥床区，所述污泥床区上方设有污泥悬浮层区，所述污泥悬浮层区上方设有一级三相分离器，所述污泥床区设有脉冲进液系统，所述一级三相分离器上方设有深度净化反应室，所述深度净化反应室上方设有二级三相分离器，所述二级三相分离器为分布式三相分离器，污泥床区采用脉冲进液系统。

中国专利申请CN 201010581566.X公开了一种脉冲引射内循环厌氧反应器,其特征在于所述反应器以UASB反应器为基础,以三相分离器为界限的三相分离器上方的反应器壳体为厌氧反应区Ⅰ,三相分离器下方的反应器壳体为沉淀区Ⅱ,在三相分离器上设置一个由引射器喷管、引射管、循环回流管和气水分离器协同工作共同构成的内部循环系统,所述的内部循环系统由三相分离器、引射器喷管、引射管、循环回流管、气水分离器、过滤网构成,三相分离器的上面设置气水分离器,引射管下端浸没在三相分离器内的污水中,引射管上端伸入气水分离器内,引射器喷管为U形,一端在引射管内,另一端在集气罩的上部,集气罩内设置过滤网,与气水分离器相连的循环回流管穿过集气罩深入到沉淀区Ⅱ底部。

上述技术方案都存在着管道容易堵塞，检修率过高，对安装要求高等问题，上述问题出现的原因在于，废水在厌氧处理中，由于废水含有大量的结垢离子，这些结垢离子会与厌氧代谢产物共同作用形成一种结垢晶体.这种结垢晶体不易溶于酸碱等清洗剂；结垢晶体一旦形成，极易附着在池壁，管壁、填料、三相分离器上，形成结垢晶体层，堵塞进出水管路、布水器，堵塞造成厌氧反应器处理效果降低，并且使厌氧反应器安全风险增大。目前UASB布水管设计形式一般有枝状布置、穿孔管布置及顶部多段多点布置，这几种方式的布水管多半都设置在池内，一旦管道发生堵塞，必须清空池体，才能检修，严重影响系统正常运行。

同时，三相分离器为UASB系统中的关键设备，目前多为后期独立安装，即池体结构完成之后再进行三相分离器的安装。三相分离器结构较为复杂，设计及安装如有误差，将会导致气水分离效果不佳及影响出水水质，而对于采用顶部多段多点布水的设计形式的布水管，其穿越三相分离器结构更是一个复杂的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在线维护式的上流式厌氧反应器，该可在线维护式的上流式厌氧反应器可以方便快速应对管道结垢堵塞的情况，并且布水均匀，安装难度低，进而提高出水水质。

本发明的具体的技术方案为：一种可在线维护式的上流式厌氧反应器，包括反应器本体，所述的反应器本体内设有三相分离单元、布水单元，所述的布水单元包括压力布水器以及多根延伸至反应器本体下部的布水管路，所述的布水管路包括套管以及套设在套管内的可拆卸的布水支管，所述的布水支管与压力布水器相连通。

在上述的可在线维护式的上流式厌氧反应器中，所述的布水支管与压力布水器通过布水干管连通。

在上述的可在线维护式的上流式厌氧反应器中，所述的布水干管为环状结构，所述的布水支管均匀连接在布水干管上。

在上述的可在线维护式的上流式厌氧反应器中，所述的布水支管的上部设有调节阀和可观察布水支管内部水流情况的观察段。

在上述的可在线维护式的上流式厌氧反应器中，所述的压力布水器上连接有回流管和用于注入污水的进水管，所述的回流管的另一端与反应器本体的中下部连通。

在上述的可在线维护式的上流式厌氧反应器中，所述的压力布水器上还连接有加药管和污泥回流管，所述的污泥回流管的另一端与反应器本体的底部连通，所述的压力布水器内设有多块竖直布置的紊流混合异形导流板，每相邻的两块紊流混合异形导流板形成一个流体通道，所述的流体通道上间隔设有多个渐扩段。。

在上述的可在线维护式的上流式厌氧反应器中，所述的三相分离单元包括多个三相分离器，每相邻两个三相分离器之间设有至少一组布水管路。

在上述的可在线维护式的上流式厌氧反应器中，所述的三相分离器包括与反应器本体顶部相连的沉淀室，所述的沉淀室的下部为一上宽下窄的引流部，所述的引流部的最低处设有开口，所述的开口的下方设有横梁式异形反射板，所述的横梁式异形反射板和开口之间还设有用于将上行的气体导向沉淀室外侧的导流板，相邻两个沉淀室之间为集气区，所述的反应器本体上与集气区对应的位置设有导气管。

在上述的可在线维护式的上流式厌氧反应器中，所述的横梁式异形反射板垂直于该横梁式异形反射板轴向的剖面形状为四边形，该四边形的一个角与开口相对。

在上述的可在线维护式的上流式厌氧反应器中，所述的沉淀室内设有供上清液流出的三角堰，所述的三角堰上连接有排水管。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本方案通过布水管路的设计可以有效的避免管路结晶时维修困难的问题，并且在维修后安装精度高，可以保证在使用过程中的出水质量。

同时，本方案还设计了环状结构的布水干管，并通过压力布水器上回流管、污泥回流管和进水管对进水进行软化，并通过加药管调节进水pH值以及C:N:P比例及微量元素含量，在压力布水器中通过混合液回流及pH调节，能起到一个预软化的作用，可有效降低厌氧系统管道结垢的风险。

为了进一步降低结晶可能性，在布水器内设有紊流混合异形导流板降低了管道结垢的风险，使进水软化程度进一步提高。

在本实施例中，还对三相分离器进行了进一步改进，以达到本装置的易维修、净化效率高、出水质量好的目的，具体来说，三相分离器和布水管路交替式布置，使本装置结构规则，易于安装和维修。

三相分离器中沉淀室、引流部、横梁式异形反射板、导流板的设置，提高了气固液三相分离的彻底性，特别是导流板的设置可以避免沉淀室内进入沼气，横梁式异形反射板和导流板配合，可以将沼气导入到集气区内。

在本实施例中，三相分离器的结构的改进导致了集气区的体积的增大，避免了额外增设沼气柜，使本装置更加简洁、易于维修。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1的俯视图；

图3是本发明实施例1的局部放大图；

图4是本发明实施例1的压力布水器的结构示意图；

各标号如下：1、反应器本体；2、压力布水器；3、套管；4、布水支管；5、布水干管；6、回流管；7、加药管；8、污泥回流管；9、沉淀室；10、引流部；11、横梁式异形反射板；12、开口；13、导流板；14、集气区；15、三角堰；16、进水管；18、流体通道；19、渐扩段；20、排气口。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。

实施例1

如图1至4所示，一种可在线维护式的上流式厌氧反应器，包括反应器本体1，具体来说，反应器本体1的下部为底层污泥反应区、中间为絮状污泥反应器区，上部为三相分离区，所述的反应器本体1内设有三相分离单元、布水单元，所述的布水单元包括压力布水器2以及多根延伸至反应器本体1下部的布水管路，所述的布水管路包括套管3以及套设在套管3内的可拆卸的布水支管4，所述的布水支管4与压力布水器2相连通。该套管3以固定连接的方式连接在反应器本体1内，如与池顶预埋防水翼环法兰连接固定，布水支管4为刚性或柔性管材。

本实施例通过布水管路的设计特别是可拆卸的布水支管4的设计可以有效的避免管路结晶时维修困难的问题，并且在维修后安装精度高，可以保证在使用过程中的出水质量。

在本实施例中，所述的布水支管4与压力布水器2通过布水干管5连通，所述的布水干管5为环状结构，所述的布水支管4均匀连接在布水干管5上，每根布水支管4的服务面积降低至5m2以内，服务面积的降低保证了配水更加均匀，污水与污泥的接触得到保障，UASB反应器处理能力得到提升；所述的布水支管4的上部设有调节阀和可观察布水支管4内部水流情况的观察段，优选地，观察段为一透明塑料管，调节阀设置在透明塑料管上或者透明塑料管和布水干管5之间，透明塑料管和布水支管4的其他部分可拆卸式连接。

所述的压力布水器2上连接有回流管6和用于注入污水的进水管16，所述的回流管6的另一端与反应器本体1的中下部连通，所述的压力布水器2上还连接有加药管7和污泥回流管8，所述的污泥回流管8的另一端与反应器本体1的底部连通，所述的压力布水器2内设有多块竖直布置的紊流混合异形导流板，每相邻的两块紊流混合异形导流板形成一个流体通道18，所述的流体通道18上间隔设有多个渐扩段19，优选地，压力布水器2顶端设有排气口20。

具体来说，压力布水器2为大阻力配水系统，有效地提升了污水混合其效果及配水的均匀性；压力布水器2内设有紊流混合异形导流板，将进水管16污水与回流管6注入的循环水以及污泥回流管8注入的回流污泥在布水器内进行充分混合，对新进污水进行均质稀释，并通过加药管7调节进水pH值以及C:N:P比例及微量元素含量。减少新进污水对UASB内部水质的冲击，提升混合接触效果，保障良好的处理能力。另外，压力布水器2通过混合液回流及pH调节，能起到一个预软化的作用，可有效降低厌氧系统管道结垢的风险。

本压力布水器2布置在反应器本体1的顶部，布水干管5主体为四根首尾连接形成环状结构的管路，其上还设有一根放空管，同时设置排气阀，检修孔，其管路中的水量高度均衡。

在本实施例中，所述的三相分离单元包括多个三相分离器，每相邻两个三相分离器之间设有四根布水管路，所述的三相分离器包括与反应器本体1顶部相连的沉淀室9，所述的沉淀室9的下部为一上宽下窄的引流部10，所述的引流部10的最低处设有开口12，所述的开口12的下方设有横梁式异形反射板11，所述的横梁式异形反射板11和开口12之间还设有用于将上行的气体导向沉淀室9外侧的导流板13，相邻两个沉淀室9之间为集气区14，所述的反应器本体1上与集气区14对应的位置设有导气管，所述的横梁式异形反射板11垂直于该横梁式异形反射板11轴向的剖面形状为四边形，该四边形的一个角与开口12相对，所述的沉淀室9内设有供上清液流出的三角堰15，所述的三角堰15上连接有排水管。横梁式异形反射板11在一定程度上增大了气体与之撞击的有效面积，增大气泡与反射板撞击的几率，更好的起到反弹气泡的效果。导流板13起到了导流与辅助沉降的作用，气泡同带有絮状污泥的液体向上流动，流体顺着导流板13方向斜向上流动，同时少部分絮状污泥被截留，气泡导流至集气区14，剩余悬浊液通过三相分离器狭长的缝隙，根据浅层沉淀理论、斜板式布置，提升污泥与液体在此缝隙分离效率。剩余悬浊液经过狭长缝隙进入横截面积较大的沉淀室9，通过沉淀室9泥水分离，上清液由三角堰15出流，污泥则通过回流缝回流反应器本体1内。

在实际应用中，污水经过进水管16注入到压力布水器2内，同时压力布水器2内还导入有回流液和回流污泥，以及用于调节pH值和各元素的药水，进行污水的软化，然后经过布水干管5导入到布水支管4中进入到反应器本体1内处理，气固液三相经过三相分离单元分离，气相为沼气导出，液相为上清液，固相沉积在反应器本体1的底部。

以上所述的仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可在线维护式的上流式厌氧反应器，包括反应器本体，所述的反应器本体内设有三相分离单元、布水单元，其特征在于，所述的布水单元包括压力布水器以及多根延伸至反应器本体下部的布水管路，压力布水器为大阻力配水系统，所述的布水管路包括套管以及套设在套管内的可拆卸的布水支管，所述的布水支管与压力布水器相连通，所述的布水支管与压力布水器通过布水干管连通，所述的布水干管为环状结构，所述的布水支管均匀连接在布水干管上，所述的压力布水器上还连接有加药管和污泥回流管，所述的压力布水器内设有多块竖直布置的紊流混合异形导流板，每相邻的两块紊流混合异形导流板形成一个流体通道，所述的流体通道上间隔设有多个渐扩段。

2.根据权利要求1所述的可在线维护式的上流式厌氧反应器，其特征在于，所述的布水支管的上部设有调节阀和可观察布水支管内部水流情况的观察段。

3.根据权利要求1或2所述的可在线维护式的上流式厌氧反应器，其特征在于，所述的压力布水器上连接有回流管和用于注入污水的进水管，所述的回流管的另一端与反应器本体的中下部连通。

4.根据权利要求3所述的可在线维护式的上流式厌氧反应器，其特征在于，所述的污泥回流管的另一端与反应器本体的底部连通。

5.根据权利要求1、2、4任一项 所述的可在线维护式的上流式厌氧反应器，其特征在于，所述的三相分离单元包括多个三相分离器，每相邻两个三相分离器之间设有至少一根布水管路。

6.根据权利要求5所述的可在线维护式的上流式厌氧反应器，其特征在于，所述的三相分离器包括与反应器本体顶部相连的沉淀室，所述的沉淀室的下部为一上宽下窄的引流部，所述的引流部的最低处设有开口，所述的开口的下方设有横梁式异形反射板，所述的横梁式异形反射板和开口之间还设有用于将上行的气体导向沉淀室外侧的导流板，相邻两个沉淀室之间为集气区，所述的反应器本体上与集气区对应的位置设有导气管。

7.根据权利要求6所述的可在线维护式的上流式厌氧反应器，其特征在于，所述的横梁式异形反射板垂直于该横梁式异形反射板轴向的剖面形状为四边形，该四边形的一个角与开口相对。

8.根据权利要求7所述的可在线维护式的上流式厌氧反应器，其特征在于，所述的沉淀室内设有供上清液流出的三角堰，所述的三角堰上连接有排水管。