CN107827233A - 一种厌氧反应器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种厌氧反应器，包括反应器本体、三相分离系统、气液分离系统和进水系统，气液分离系统设置在反应器本体的顶部，三相分离系统通过集气管与所述气液分离系统相连，进水系统设置在厌氧反应器的底部，该进水系统包括环形布水管、与环形布水管相连的废水进水管及均匀设置在环形布水管上的多个斜角布水支管。本发明通过该厌氧反应器的各系统及其配合作用，形成良好的布水系统，可以保证布水过程中的稳定性和均衡性，有效避免进水短流，管道堵塞，影响连续生产的问题，提高生产效率。

Description

一种厌氧反应器

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种处理废水的厌氧反应器。

背景技术

厌氧反应器是一种高效的废水处理装置，其主要利用厌氧微生物通过自身代谢过程将废水中的有机物转化为无机物和少量细胞产物，从而达到废水处理的目的。目前，在垃圾渗滤液、屠宰废水等高浓度废水处理领域通常采用的厌氧反应器有升流式厌氧污泥床反应器(Up-flow Anaerobic Sludge Bed，UASB)、厌氧颗粒污泥膨胀床反应器(ExpandedGranular Sludge Bed，EGSB)、厌氧内循环反应器(Inside Cycling，IC)等。无论上述任一种反应器，其中的布水器均是厌氧反应器正常运行的关键因素。具体地，布水器使待处理的废水进入到厌氧反应器的底部，使废水与污泥充分接触，通过厌氧微生物的代谢降解作用，使废水中的有机污泥物大部分转化为沼气，小部分转化为污泥、沼气、水、泥混合物等。

布水器的优劣直接影响废水处理效果。目前常见的厌氧布水器主要由多组扇形叶片错位叠加而成，通过调节进水口缝隙处垫片的数量和位置来控制布水，但其结构复杂，加工难度大，成本较高。此外，由于反应器运行过程中部分污泥钙化，失去活性，在离心力作用下，钙化污泥将在反应器桶壁与布水器之间区域堆积，形成死角，不易排出，同时钙化污泥堆积将对进水口产生堵塞，影响均匀布水，对反应器正常运行产生重大影响。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种厌氧反应器，通过该厌氧反应器的各系统及其配合作用，形成良好的布水系统，可以保证布水过程中的稳定性和均衡性，有效避免进水短流，管道堵塞，影响连续生产的问题，提高生产效率。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种厌氧反应器，包括反应器本体、三相分离系统、气液分离系统和进水系统，气液分离系统设置在反应器本体的顶部，三相分离系统通过集气管与气液分离系统相连，进水系统设置在厌氧反应器的底部，进水系统包括环形布水管、与环形布水管相连的废水进水管及均匀设置在环形布水管上的多个斜角布水支管。

进一步地，气液分离系统包括储水罐、上排气口、下排水阀门、下排水直管、分水椎体及分水支管，分水椎体与下排水直管连接，分水支管设置在所述分水椎体上。

进一步地，在所述三相分离系统与气液分离系统之间设有内循环系统，所述内循环系统包括导流筒、吸水口、排水支管、动力泵及回流管，所述导流筒套设在所述下排水直管上，所述导流筒顶端与所述吸水口相连，底端与所述排水支管的一端相连，所述排水支管的另一端与动力泵的一端相连，所述动力泵的另一端通过回流管与所述废水进水管相连。

进一步地，在所述环形布水管上均匀连接多于1个的废水进水管。

进一步地，所述环形布水管的形状为正多边环形，优选为正六面体或正八面体环形，更优选为正八面体环形。

进一步地，斜角布水支管与环形布水管以30°～90°的斜角连接。

进一步地，分水锥体距离反应器底部1m～2m。

进一步地，分水支管设有2根以上，并延着分水锥体圆周均匀分布，分水支管与水平所呈角度为30°～60°，分水支管的出口距离反应器底部0.5m～1m。

进一步地，内循环系统设有2个以上的吸水口，且所有的吸水口都在同一平面上。

进一步地，废水循环上升流速为0.5～2m/h。

通过上述技术方案的描述可知，本发明通过将环形布水管均匀连接一到多个的废水进水管，并在其上均匀设置一到多个的斜角布水支管，使得各个布水端能够依次向四周喷射原液，在布水工作过程中形成旋流布水，从而使通过布水端进入到厌氧反应器的进水与反应器内的厌氧微生物(污泥菌种)充分混合，从而减少了厌氧反应器底部可能存在的空间死角，提高了厌氧反应器的处理效率；本发明还在气液分离器储水罐的下排水直管上设置了分水椎体和分水支管，当三相分离系统工作后的气液混合物经集气管排入气液分离器分离时，分离后的清液将留在储水罐储存。储水达到规定量时，通过打开下排水阀门使储水通过下排水直管和分水椎体从分水支管流出，使其通过分水支管向四周喷射，形成旋流，进一步加大水力搅拌；最后，本发明还在三相分离系统与气液分离系统之间设置了一个内循环系统，在反应进行到一定程度时，通过动力泵提供动力，使该内循环系统吸入一部分反应器本体内的反应清液，通过回流管均匀回流到进水管，如此不间断循环形成稳定的上升流，在反应器本体内形成稳定的污泥层、反应层、清液层，为反应器本体内部提供良好的水力搅拌，而无需设置机械搅拌装置。

可见，本发明提供的厌氧反应器通过各系统及其配合作用，形成良好的布水系统，可以保证布水过程中的稳定性和均衡性，有效解决布水不均衡造成反应器内污泥沉降，活性污泥利用率低的问题；通过水力旋流作用带动活性污泥上升，提高厌氧反应效率。该厌氧反应器能够在更低的回流量下达到普通布水器的废水污泥混合效果，显著增大循环流量、节约能源、缩减运营成本。

附图说明

图1是本发明一个实施方式的厌氧反应器的装置结构示意图；

图2是图1中厌氧反应器进水系统的俯视图；

图3是图1中厌氧反应器进水系统的侧面视图。

其中，附图标记说明如下：

1：反应器本体；

2：三相分离系统；

31：储水罐；

32：上排气口；

33：下排水阀门；

34：下排水直管；

35：分水椎体；

36：分水支管；

41：废水进水管；

42：环形布水管；

43：斜角布水支管；

51：导流筒；

52：吸水口；

53：排水支管；

54：动力泵；

55：回流管；

6：集气管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。

结合图1、图2、图3所示，本发明提供一种厌氧反应器，包括：反应器本体1、三相分离系统2、气液分离系统和进水系统，气液分离系统设置在反应器本体1的顶部，三相分离系统2通过集气管6与气液分离系统连接，进水系统设置在反应器本体1的底部。

进水系统包括废水进水管41、环形布水管42及设置在环形布水管上的斜角布水支管43，在环形布水管42上连接废水进水管41，并均匀设置多个斜角布水支管43，该斜角布水支管43与环形布水管42以30°～90°的斜角连接。

气液分离系统包括储水罐31、上排气口32、下排水阀门33、下排水直管34、分水椎体35及分水支管36，分水椎体35与下排水直管34连接，分水支管36设置在分水椎体35上。其中，分水锥体35距离反应器底部1m～2m，分水支管36设有2根以上，并延着分水锥体35圆周均匀分布，分水支管36与水平所呈角度为30°～60°，且分水支管36的出口距离反应器底部0.5m～1m。

在本发明的厌氧反应器中还可以设置一个内循环系统，该内循环系统包括导流筒51、吸水口52、排水支管53、动力泵54及回流管55，导流筒51套设在下排水直管34上，导流筒51顶端与吸水口52相连，底端与排水支管53的一端相连，排水支管53的另一端与动力泵54的一端相连，动力泵54的另一端通过回流管55与废水进水管41相连。其中吸水口52可以在同一个平面上均匀设置2-4个。

具体工作原理及过程如下：

在工作时，废水进水管41与一定压力的原液水源相连，通过环形布水管42上的斜角布水支管43依次向四周喷射原液，在布水工作过程中形成旋流布水，从而使进入到厌氧反应器的进水与反应器内的污泥床厌氧微生物充分混合反应，微生物分解废水中的有机物产生沼气，气、水、泥的混合液上升至三相分离系统2进行分离，分离后的气体和部分气液混合物通过集气管6到达气液分离系统，经气液分离系统分离处理后的气体通过上排气口32排出，剩余液体留在储水罐31中，待储水达到规定量时，通过打开下排水阀门33使储水通过下排水直管34和分水椎体35从分水支管36流出，使其通过分水支管36向四周喷射，形成旋流，进一步加大水力搅拌。

在反应进行到一定程度时，通过动力泵54提供动力，使内循环系统的吸水口52吸入一部分已通过三相分离系统2分离的部分清液进入导流筒51，然后该清液通过排水支管53导出，经回流管55均匀回流到废水进水管41，如此不间断循环形成稳定的上升流，在反应器本体1内形成稳定的污泥层、反应层、清液层，为反应器本体1内部提供良好的水力搅拌。

废水原液一般具有弱酸性的特点(pH在6-7左右)，其中的钙、镁离子在此类环境中容易结垢。而通过内循环系统的循环液偏碱性，可以减少钙镁离子在厌氧反应器本体1及管路中结垢物质的形成，使其难以形成厚实的结垢层。

本实施例中，环形布水管42的形状为正多边环形，优选为正六边或正八边环形，更优选为正八边环形。正多边环形管相较于圆形环管，其安装操作方便，效率高，也可省去机器做圆弧的成本。此外，从工程实际、排水支管的连接以及可能的多层布水器等多方面考虑，可优选为正八边形。

本实施例中，环形布水管42上的废水进水管41可以均匀对称设置多个，如2-3个，斜角布水支管43可以在环形布水管42上均匀对称设置多个，如24-45个，以加大进水流量和旋流程度，进一步提高处理效果。当进水量较大或环形布水管的内径较大时，也可以视实际情况需要设置更多的废水进水管41和斜角布水支管43。

本实施例中，分水椎体35上的分水支管36可以均匀对称设置2-4根，也可以根据储水罐的储液量大小调整适宜的分水支管36的数量。此外，分水支管36的角度及与反应器底部距离的高度，也可以视实际情况在前述范围内调整。

本实施例中，废水循环上升流速控制为0.5～2m/h。较大的上升流速有利于颗粒污泥床膨胀以及传质速率的提高，但上升流速过大不利于污泥的沉降与直流，对污泥回流造成的干扰也会更大。本发明可通过控制进水系统4的进水流量控制流速，同时在反应过程中，也可以随时通过控制下排水阀门33的开闭或动力泵54的开闭来协同控制回流水量，从而达到实时流速控制的目的。

前述概述了本发明的一些具体部件，使得本领域普通技术人员可以更加理解本发明实施例的观点。本领域普通技术人员应可理解，他们可以轻易使用本发明实施例作为基础，设计或修改其他的工艺或是结构，以实现与在此介绍的实施例相同的目的和/或达到与在此介绍的实施例相同的优点。举例而言，本发明实施例描述的三相分离系统，可理解的是，该三相分离系统可以是常用于生物污水处理中的上流式厌氧污泥床反应器(UASB)中的三相反应分离器，用以分离消化气、液和污泥颗粒。气体自反应器顶部导出，污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部的污泥床，液体从澄清区出水；此外，本发明所指三相分离系统也可以是本领域中可实现上述功能的其它任何构件。

本领域普通技术人员应当注意的是，本发明所描述的实施方式仅仅是示范性的，可在本发明的范围内做出各种其他替换、改变和改进。因而，本发明不限于上述实施方式，而仅由权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种厌氧反应器，包括反应器本体、三相分离系统、气液分离系统和进水系统，所述气液分离系统设置在反应器本体的顶部，所述三相分离系统通过集气管与所述气液分离系统相连，所述进水系统设置在厌氧反应器的底部，其特征在于：

所述进水系统包括环形布水管、与环形布水管相连的废水进水管及均匀设置在环形布水管上的多个斜角布水支管。

2.如权利要求1所述的厌氧反应器，其特征在于，所述气液分离系统包括储水罐、上排气口、下排水阀门、下排水直管、分水椎体及均匀设置在分水椎体上的多个分水支管，所述下排水阀门设置在与储水罐底端连接的下排水直管上，所述下排水直管的底端与所述分水椎体连接。

3.如权利要求2所述的厌氧反应器，其特征在于，在所述三相分离系统与气液分离系统之间设有内循环系统，所述内循环系统包括导流筒、吸水口、排水支管、动力泵及回流管，所述导流筒套设在所述下排水直管上，所述导流筒顶端与所述吸水口相连，底端与所述排水支管的一端相连，所述排水支管的另一端与动力泵的一端相连，所述动力泵的另一端通过回流管与所述废水进水管相连。

4.如权利要求1-3任一所述的厌氧反应器，其特征在于，在所述环形布水管上均匀连接多于1个的废水进水管。

5.如权利要求1-3任一所述的厌氧反应器，其特征在于，所述环形布水管的形状为正多边环形，优选为正六边或正八边环形，更优选为正八边环形。

6.如权利要求1-3任一所述的厌氧反应器，其特征在于，所述斜角布水支管与环形布水管以30°～90°的斜角连接。

7.如权利要求2或3所述的厌氧反应器，其特征在于，所述分水锥体距离反应器底部1m～2m。

8.如权利要求2或3所述的厌氧反应器，其特征在于，所述分水支管设有2根以上，并延着分水锥体圆周均匀分布，所述分水支管与水平所呈角度为30°～60°，所述分水支管的出口距离反应器底部0.5m～1m。

9.如权利要求3所述的厌氧反应器，其特征在于，所述内循环系统设有2个以上的吸水口，且所有的吸水口都在同一平面上。

10.如权利要求3所述的厌氧反应器，其特征在于，废水循环上升流速为0.5～2m/h。