CN107601664A - 新型循环膨胀污泥床厌氧反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，包括厌氧反应器本体；沿着厌氧反应器本体的底部至顶部依次设置有调配区、厌氧反应区、气液分离区、沉淀区；厌氧反应区的顶部设有三相分离器，三相分离器顶部设置有沼气导管并连通到气液分离区，且在气液分离区内部引出下降管并连通至调配区内部；在三相分离器下部设置回流管；回流管的一端伸入三相分离器下部，回流管另一端伸入调配区；旋流分离器用于通过高速旋流实现密度不同的泥水进行分离，并将分离出的上清液至下一个处理单元，将分离出的污泥通过污泥管回流至厌氧反应器本体内。上述新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，具有进水分配均匀，充分混合，降解效率高，降解效果显著等诸多技术优势。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种新型循环膨胀污泥床厌氧反应器。
背景技术
在城市污水厌氧处理中，比较常见的厌氧反应器主要有膨胀颗粒污泥床反应器(即EGSB反应器)、内循环厌氧反应器(即IC反应器)以及厌氧升流式流化床反应器(即UFBBIOBED反应器)等。
其中，厌氧膨胀颗粒床反应器(Expanded Granular Sludge Bed,简称EGSB)是在上流式厌氧污泥床(UASB)反应器的研究成果的基础上,开发的第三代超高效厌氧反应器。EGSB厌氧反应器(内部根据功能划分为混合区、膨胀区、沉淀区和集气部分。在多个工程实践的基础上优化布水系统和三相分离器，使得布水更加合理，三相分离器更加理想，确保了反应器在稳定的运行中获得更高的容积负荷。EGSB厌氧反应器是继UASB之后的一种新型的厌氧反应器。它由布水器、三相分离器、集气室及外部进水系统组成一个完整系统。废水经过污水泵进入EGSB厌氧反应器的有机物充分与厌氧罐底部的污泥接触，大部分被处理吸收。高水力负荷和高产气负荷使污泥与有机物充分混合，污泥处于充分的膨胀状态，传质速率高，大大提高了厌氧反应速率和有机负荷。所产生的沼气上升到顶部经过三相分离器把污泥、污水、沼气分离开来。从实际运行情况看，EGSB厌氧反应器对有机物的去除率高达85％以上，运行稳定，出水稳定，此EGSB厌氧技术已经非常成熟，已经广泛运用到国内中大型企业。
另外，IC(internal circulation)反应器是新一代高效厌氧反应器，即内循环厌氧反应器，相似由2层UASB反应器串联而成，用于有机高浓度废水处理。IC反应器按功能划分，反应器由下而上共分为5个区：混合区、第1厌氧区、第2厌氧区、沉淀区和气液分离区。从IC反应器工作原理中可见，反应器通过2层三相分离器来实现获得高污泥浓度；通过大量沼气和内循环的剧烈扰动，使泥水充分接触，获得良好的传质效果。
但是，很显然，传统的上述厌氧反应器仍然存在某些方便的技术缺陷：例如：传统的上述厌氧反应器，厌氧反应区的进水水质不稳定(原水浓度较高，生物抑制性较强，不利于厌氧反应进行，影响了厌氧的有机物质降解效率)；同时传统的厌氧反应器，往往不具有内循环功能，这样导致进水分配不均，导致反应器无法达到理想的混合状态，进而影响厌氧反应效率。
综上所述，如何上述传统厌氧反应器的上述技术缺陷，是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，以解决上述问题。本发明的目的在于提供一种新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，是集合调配区、厌氧反应区、三相分离器、气液分离区、旋流分离器于一体的一种新型反应容器。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，包括厌氧反应器本体；
沿着所述厌氧反应器本体的底部至顶部依次设置有调配区、厌氧反应区、气液分离区、沉淀区；所述厌氧反应器本体的内部还设置有三相分离器，且所述厌氧反应器本体的外部还设置有旋流分离器；
其中，所述调配区与所述厌氧反应区两个区域之间设置有布水器；所述布水器分别与所述调配区与所述厌氧反应区连通；
所述厌氧反应区的顶部设有所述三相分离器，所述三相分离器顶部设置有沼气导管并连通到所述气液分离区，且在所述气液分离区内部引出下降管并连通至所述调配区内部；在所述三相分离器下部设置回流管；所述回流管的一端伸入所述厌氧反应器本体内的三相分离器下部，所述回流管另一端伸入所述厌氧反应器本体内的所述调配区；
所述三相分离器的上部为所述沉淀区，所述沉淀区的顶部设置集水堰槽；且所述集水堰槽的底部引出出水管并连通至旋流分离器；所述旋流分离器用于通过高速旋流实现密度不同的泥水进行分离，并将分离出的上清液至下一个处理单元，将分离出的污泥通过污泥管回流至所述厌氧反应器本体内。
优选的，作为一种可实施方案；所述旋流分离器包括旋流分离器本体以及位于所述旋流分离器本体顶部的进污水口和排水口，位于所述旋流分离器本体底部的排污泥口。
优选的，作为一种可实施方案；所述旋流分离器的进污水口与所述出水管连通。
优选的，作为一种可实施方案；所述旋流分离器的排水口与排水管道连通。
优选的，作为一种可实施方案；所述旋流分离器的排污泥口处连通有污泥管；所述污泥管的一端与所述旋流分离器的排污泥口连通；所述污泥管的另一端与所述厌氧反应器本体连通。
优选的，作为一种可实施方案；所述回流管上还设置有循环泵；所述循环泵用于将所述厌氧反应器本体内的顶部料液回流至所述调配区内。
与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：
本发明提供的一种新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，其技术方案主要利用循环膨胀污泥床厌氧反应器Circulating Expanded Sludge Bed Anaerobic Reactor(CESB)实现污水厌氧处理；
分析本发明实施例提供的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器的主要结构可知：上述新型循环膨胀污泥床厌氧反应器包括沿着厌氧反应器本体的底部至顶部依次设置有调配区、厌氧反应区、气液分离区、沉淀区；且厌氧反应器本体的内部还设置有三相分离器，且所述厌氧反应器本体的外部还设置有旋流分离器；
其中，所述调配区与所述厌氧反应区两个区域之间设置有布水器；所述布水器分别与所述调配区与所述厌氧反应区连通；
所述厌氧反应区的顶部设有所述三相分离器，所述三相分离器顶部设置有沼气导管并连通到所述气液分离区，且在所述气液分离区内部引出下降管并连通至所述调配区内部；在所述三相分离器下部设置回流管；所述回流管的一端伸入所述厌氧反应器本体内的三相分离器下部，所述回流管另一端伸入所述厌氧反应器本体内的所述调配区；
厌氧反应器出水进入旋流分离器，通过高速旋流实现密度不同的泥水进行分离，上清液至下一个处理单元，底部设置污泥管将污泥回流至厌氧反应器内；通过调配区的底部进水口进水；在气液分离区的顶部连接沼气导管。在三相分离器下部设置回流管，通过循环泵将厌氧反应器内上部料液回流至调配区内，提升反应器内的上升流速，也可以使得反应器内的污泥床始终保持了膨胀状态，提高了反应器的有效容积利用率。
本发明的创新之处是，在厌氧反应器(或称厌氧反应器本体)底部设置了调配区，可实现进水与循环回流液充分混合，保证了厌氧反应区进水水质的稳定。将气液分离区内置于反应器上部，运行过程中，用厌氧反应区产生沼气经三相分离器收集，分离出的沼气从导管排走，泥水混合液沿回流管返回调配区内，从而实现了料液的内循环。厌氧反应器出水进入旋流分离器，通过高速旋流实现密度不同的泥水进行分离，上清液至下一个处理单元，能够有效减少出水带泥的问题，同时底部污泥回流至厌氧反应器内，有效保证了厌氧反应器内的微生物浓度。
很显然，工业高浓度生产废水具有COD浓度高、生物毒性大、难生化降解等特性，易对产厌氧甲烷过程产生较大的抑制作用，从而影响了厌氧的有机物质降解效率。传统的厌氧反应器很难进行高效率的降解处理。但是，本发明提供的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，其在反应器内部设计了大比例循环系统，将反应器上部产水回流至进水端，稀释原水浓度，从而降低生物抑制性，同时也可通过出水产生的碱度补充原水pH值，降低药剂投加费用。通过大比例内循环技术，可以使得进水分配更加均匀，从而在反应器内获得理想的完全混合状态；循环量增加了反应器内的上升流速，可以使得反应器内的污泥床始终保持了膨胀状态，提高了反应器的有效容积利用率。
综上，本发明提供的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，其采用全新的厌氧处理流程，结合其高效的处理原理；该新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，用于高浓度有机废水处理，其具有进水分配均匀，充分混合，降解效率高，降解效果显著等诸多技术优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1为本发明实施例提供的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器的主要架构结构示意图。
标号：A-厌氧反应器本体；1-进水口；2-调配区；3-布水器；4-厌氧反应区；5-下降管；6-气液分离区；7-三相分离器；8-沉淀区；9-集水堰槽；10-沼气导管；11-出水管；12-旋流分离器；13-污泥管；14-循环泵；15-回流管；16-排水管道。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
参见图1，本发明实施例提供的一种新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，包括厌氧反应器本体A；
沿着所述厌氧反应器本体A的底部至顶部依次设置有调配区2、厌氧反应区4、气液分离区6、沉淀区8；所述厌氧反应器本体A的内部还设置有三相分离器7，且所述厌氧反应器本体A的外部还设置有旋流分离器12；
其中，所述调配区2与所述厌氧反应区4两个区域之间设置有布水器3；所述布水器3分别与所述调配区2与所述厌氧反应区4连通；
所述厌氧反应区4的顶部设有所述三相分离器7，所述三相分离器7顶部设置有沼气导管10并连通到所述气液分离区6，且在所述气液分离区6内部引出下降管5并连通至所述调配区2内部；在所述三相分离器7下部设置回流管15；所述回流管15的一端伸入所述厌氧反应器本体内的三相分离器7下部，所述回流管15另一端伸入所述厌氧反应器本体内的所述调配区2；
所述三相分离器7的上部为所述沉淀区8，所述沉淀区8的顶部设置集水堰槽9；且所述集水堰槽9的底部引出出水管11并连通至旋流分离器12；所述旋流分离器12用于通过高速旋流实现密度不同的泥水进行分离，并将分离出的上清液至下一个处理单元，将分离出的污泥通过污泥管13回流至所述厌氧反应器本体内。
需要说明的是；如图1所示，上述新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，包括调配区2、厌氧反应区4、三相分离器7、气液分离区6和旋流分离器12；厌氧反应区4位于调配区2的上部，并且两个区域之间是采用布水器3连通的；厌氧反应区4的顶部设有三相分离器7，三相分离器顶部设有沼气导管连接到气液分离区6，同时在气液分离区6内部引出下降管5至调配区2内部；三相分离器7的上部为沉淀区，沉淀区8的顶部设置集水堰槽9，引出出水管11；厌氧反应器本体出水进入旋流分离器12，通过高速旋流实现密度不同的泥水进行分离，上清液至下一个处理单元，底部设置污泥管13将污泥回流至厌氧反应器本体内；通过调配区2的底部进水口进水；在气液分离区的顶部连接沼气导管10；
在厌氧反应器(或称厌氧反应器本体)底部设置了调配区，可实现进水与循环回流液充分混合，保证了厌氧反应区进水水质的稳定。将气液分离区内置于反应器上部，运行过程中，用厌氧反应区产生沼气经三相分离器收集，分离出的沼气从导管排走，泥水混合液沿回流管返回调配区内，从而实现了料液的内循环。厌氧反应器出水进入旋流分离器，通过高速旋流实现密度不同的泥水进行分离，上清液至下一个处理单元，能够有效减少出水带泥的问题，同时底部污泥回流至厌氧反应器内，有效保证了厌氧反应器内的微生物浓度。
很显然，工业高浓度生产废水具有COD浓度高、生物毒性大、难生化降解等特性，易对产厌氧甲烷过程产生较大的抑制作用，从而影响了厌氧的有机物质降解效率。传统的厌氧反应器很难进行高效率的降解处理。但是，本发明提供的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，其在反应器内部设计了大比例循环系统，将反应器上部产水回流至进水端，稀释原水浓度，从而降低生物抑制性，同时也可通过出水产生的碱度补充原水pH值，降低药剂投加费用。通过大比例内循环技术，可以使得进水分配更加均匀，从而在反应器内获得理想的完全混合状态；循环量增加了反应器内的上升流速，可以使得反应器内的污泥床始终保持了膨胀状态，提高了反应器的有效容积利用率。
下面对本发明实施例提供的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器的具体结构以及具体技术效果做一下详细说明：
优选的，作为一种可实施方案；所述旋流分离器12包括旋流分离器本体以及位于所述旋流分离器本体顶部的进污水口和排水口，位于所述旋流分离器本体底部的排污泥口。
所述旋流分离器12的进污水口与所述出水管11连通。
所述旋流分离器12的排水口与排水管道16连通。
所述旋流分离器12的排污泥口处连通有污泥管13；所述污泥管13的一端与所述旋流分离器12的排污泥口连通；所述污泥管13的另一端与所述厌氧反应器本体连通。
需要说明的是，上述旋流分离器12是利用离心沉降原理从悬浮物中分离固体颗粒的设备。上述旋流分离器12在本发明的技术方案中的主要作用是实现固液分离；该旋流分离器本体以及位于旋流分离器本体顶部的进污水口和排水口和位于旋流分离器本体底部的排污泥口。该旋流分离器12的进污水口与出水管11连通，这样通过厌氧反应器本体的出水管11排出的污水可直接进入到旋流分离器12内；
该旋流分离器可以将上清液分离出并通过排水口排至下一个处理单元；同时将分离出的污泥通过排污泥口排出。由于旋流分离器12的排污泥口处连通有污泥管13；且污泥管13的一端与旋流分离器12的排污泥口连通，污泥管13的另一端与厌氧反应器本体连通；这样就可以将污泥排出后再循环至厌氧反应器本体了。
优选的，作为一种可实施方案；所述回流管15上还设置有循环泵14；所述循环泵14用于将所述厌氧反应器本体内的顶部料液回流至所述调配区2内。
需要说明的是，在本发明实施例的技术方案中，上述回流管15上还设置有循环泵14；该循环泵14的主要作用是将所述厌氧反应器本体内的顶部料液回流至所述调配区2内，进而实现大比例循环。
本发明实施例提供的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，已经在众多实践中得到了广泛的应用：本发明实施例提供的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器(即CESB厌氧反应器)，是我公司在多年实践中不断完善的最佳厌氧处理技术。现已成功的在南通常佑化工有限公司、浦城正大生化有限公司、浙江普洛康裕生物制药有限公司、江苏江山制药有限公司、苏州致君万庆药业有限公司、赤峰制药股份有限公司、天津津康制药有限公司、黑龙江多多药业有限责任公司、江苏大丰迪塞诺制药有限公司、BP珠海PTA2#废水处理项目、新疆新业能源有限公司、和路雪(中国)有限公司、华润雪花啤酒有限公司、武汉百事可乐饮料有限公司、甘肃爱味客有限公司、椰树集团等采用CESB厌氧处理技术，处理效果稳定良好，产气率高，受到当地环保部门和用户好评。该反应器是集EGSB反应器和IC反应器的优点于一身，集合调配区、厌氧反应区、三相分离器、气液分离区、旋流分离室于一体，实现厌氧反应效率的最大化，有效节省占地面积。
本发明实施例提供的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器具有如下方面的技术优势：
一、本发明实施例提供的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，其中该新型循环膨胀污泥床厌氧反应器主要由厌氧反应器本体以及其内部的调配区、厌氧反应区、气液分离区、沉淀区，还有三相分离器和旋流分离器等装置构成，其中，调配区、厌氧反应区、气液分离区、沉淀区，三相分离器和旋流分离器等具有特殊的结构设计，且具体结构装置之间连接、布局等都具有巧妙的设计；因此，本发明实施例提供的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，其设计更为合理，系统架构更加新颖、功能更加完善。本发明提供的一种新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，其集合调配区、厌氧反应区、三相分离器、气液分离区、旋流分离器于一体，其是一种全新的厌氧反应器。
二、本发明实施例提供的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，可降低原水COD浓度，减少生物毒性，增强有机物质降解效率。
三、本发明实施例提供的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，具有内循环功能(内部设计了大比例循环系统)，保证了进水分配均匀，使反应器达到理想的混合状态，进而增强厌氧反应效率，充分稀释原水浓度，降低生物抑制性。同时也可通过出水产生的碱度补充原水pH值，降低药剂投加费用(需要很少的调配药剂，因此节省了运行成本)。循环量增加了反应器内的上升流速，可以使得反应器内的污泥床始终保持了膨胀状态，提高了反应器的有效容积利用率。
四、本发明实施例提供的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，厌氧处理方式更新颖，处理效率高，其可用于SS含量高的和对微生物有毒性的废水处理，其降解效果非常显著。
基于以上诸多显著的技术优势，本发明提供的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，必将带来良好的市场前景和经济效益。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，其特征在于，包括厌氧反应器本体；
沿着所述厌氧反应器本体的底部至顶部依次设置有调配区、厌氧反应区、气液分离区、沉淀区；所述厌氧反应器本体的内部还设置有三相分离器，且所述厌氧反应器本体的外部还设置有旋流分离器；
其中，所述调配区与所述厌氧反应区两个区域之间设置有布水器；所述布水器分别与所述调配区与所述厌氧反应区连通；
所述厌氧反应区的顶部设有所述三相分离器，所述三相分离器顶部设置有沼气导管并连通到所述气液分离区，且在所述气液分离区内部引出下降管并连通至所述调配区内部；在所述三相分离器下部设置回流管；所述回流管的一端伸入所述厌氧反应器本体内的三相分离器下部，所述回流管另一端伸入所述厌氧反应器本体内的所述调配区；
所述三相分离器的上部为所述沉淀区，所述沉淀区的顶部设置集水堰槽；且所述集水堰槽的底部引出出水管并连通至旋流分离器；所述旋流分离器用于通过高速旋流实现密度不同的泥水进行分离，并将分离出的上清液至下一个处理单元，将分离出的污泥通过污泥管回流至所述厌氧反应器本体内。
2.如权利要求1所述的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，其特征在于，
所述旋流分离器包括旋流分离器本体以及位于所述旋流分离器本体顶部的进污水口和排水口，位于所述旋流分离器本体底部的排污泥口。
3.如权利要求2所述的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，其特征在于，
所述旋流分离器的进污水口与所述出水管连通。
4.如权利要求2所述的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，其特征在于，
所述旋流分离器的排水口与排水管道连通。
5.如权利要求2所述的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，其特征在于，
所述旋流分离器的排污泥口处连通有污泥管；所述污泥管的一端与所述旋流分离器的排污泥口连通；所述污泥管的另一端与所述厌氧反应器本体连通。
6.如权利要求1所述的新型循环膨胀污泥床厌氧反应器，其特征在于，
所述回流管上还设置有循环泵；所述循环泵用于将所述厌氧反应器本体内的顶部料液回流至所述调配区内。
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