CN110272121A - 一种污水厌氧反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水厌氧反应器，涉及污水处理设备，用于解决普通反应器排渣效果差的问题，包括塔身、设置于塔身内且位于塔身底部的布水装置、连通设置于塔身底部的排污管，塔身的底部呈圆锥状，圆锥状的结构使塔身底部形成漏斗状的沉渣陷口，排污管与沉渣陷口的最低处相连通，且布水装置的进水方向沿塔身的切线方向；本发明具有以下优点和效果：布水装置中的布水分管沿排污管呈环状分布的方式，能够让布水分管进水时能够在塔身内形成旋转的湍流，这样能够扰动塔身底部的结块，使得结块在推流的作用下产生向心运动于塔身中央聚集，这样结块能够更多地进入排污管内，从而提高反应器的排渣效果。

Description

一种污水厌氧反应器

技术领域

本发明涉及污水处理设备，特别涉及一种污水厌氧反应器。

背景技术

对于造纸行业来说，由于在生产的过程中主要依靠水进行纸张的成型，因此会产生大量的污水，这些污水中含有大量化学成分、重金属及细菌，若直接排放会对环境造成严重污染，因此在排放之前都需要进行降污处理。

由于在造纸过程中会往其表面喷涂碳酸钙以增强纸张强度，而纸浆的水溶液是呈酸性的，会有部分碳酸钙产生溶解，这样就导致造纸所产生的污水中含有大量钙离子。这些污水在导入厌氧反应器内处理时，反应器内活性菌的菌泥容易受钙离子影响而产生钙化板结是行业通病。而菌泥钙化后，一方面会导致反应器内活性菌数量下降，另一方面，这些钙化的菌泥如果不及时排出，那么反应器内的布水装置往反应器内通水对其进行清洗的过程中会扰动这些钙化的菌泥结块，造成结块相互搓磨，这样在导致结块重新溶解，使得污水的含钙量进一步提高的同时，还使得好菌泥失去光泽和活性，从而严重影响反应器对污水的处理能力。

目前，申请公布号为CN101774688A的中国发明专利公开了一种处理高浓度化工污水厌氧反应器，包括本体，本体顶端安置排气装置，在本体内部、排气装置下部安置三相分离器；还包括在本体的底安置进水布水装置；在进水布水装置二端的进口分别安置一个压力平衡管；在进水布水装置的商法、本体内部还包括一个厌氧填料层，在厌氧填料层的上方是厌氧污泥收集装置以及厌氧上部分排泥管；一个厌氧污泥回流管的一端连接厌氧污泥收集装置、另一端连接厌氧填料层下方的排放口。

如上所述的污水厌氧反应器，根据其说明书及其附图的记载，其底部呈平整状态，现有的厌氧反应器底部也大多与该反应器一样呈平整状态。而菌泥产生钙化板结后是呈颗粒状沉淀在反应器底部的，即使在清洗时有布水装置向内冲淋，但这样的设计，使得菌泥结块颗粒在沉淀后会四散分布于反应器底部，单靠布水装置的冲淋作用是难以将这些板结的菌泥颗粒朝向排污管的排放口推送的，在清洗时主要借助水排出时的吸力来带走结块，这样仅能排出少部分，从而导致厌氧反应器的排渣效果差。

发明内容

本发明的目的是提供一种污水厌氧反应器，能够让反应器内的菌泥结块向排污管的排污口聚集，增加菌泥结块进入排污管内的量，从而达到提高反应器排渣效果的目的。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种污水厌氧反应器，包括塔身、设置于塔身内且位于塔身底部的布水装置、连通设置于塔身底部的排污管，所述塔身的底部呈圆锥状，圆锥状的结构使塔身底部形成漏斗状的沉渣陷口，所述排污管与沉渣陷口的最低处相连通，且所述布水装置的进水方向沿塔身的切线方向。

通过采用上述方案，由于塔身底部呈圆锥状，且布水装置的进水方向又沿塔身的切线方向，因此当布水装置进水时，这些水流会在塔身内产生旋转的湍流，有生活经验的人应当注意到，人们在水中加入固体并持续进行搅拌的过程中，会水中的固体会在水流的带动下产生向心运动，逐渐聚集到水杯底部的中央，因此当污水中的菌泥产生结块沉淀时，这些结块就会在湍流的作用下聚集在塔身底部的中央位置；同时，由于塔身底部形成有呈漏斗状的沉渣陷口，且排污管与沉渣陷口的最低处相连通，因此实际上这些结块会聚集在排污管的排污口附近，这样当打开排污管进行排渣时，这些结块既就能够更多地进入到排污管内，从而达到提高反应器排渣效果的目的。

本发明的进一步设置为：所述塔身底部的圆锥面与水平面之间的夹角为15~20°。

通过采用上述方案，对于塔身来说，在总高度不变的情况下，如果内部塔底的倾斜角度太大，那就意味着塔身内部可盛装污水空间的高度就会降低，而厌氧反应器只要依靠分布于不同高度的活性菌对污水进行厌氧发酵处理的，因此塔身的有效高度对反应器的处理效果有影响，而15~20°角度既能够使活性菌结块顺利沿着塔身底部滑落，同时又不至于对塔身内部有效高度减少太多，从而既方便结块的排渣，同时又让污水能够得到良好处理。

本发明的进一步设置为：所述布水装置包括环绕固定于塔身侧壁上的进水母管、至少三根固定于塔身内且长度方向沿塔身直径方向延伸的布水分管、安装于布水分管上且沿布水分管的长度方向排列的布水喷嘴，所述布水分管之间围绕塔身底部的沉渣陷口均匀分布，且所有布水分管与同一根进水母管相连通。

通过采用上述方案，进水母管主要为布水分管进行供水，而布水分管之间的分布方式则使得进水时，不同布水分管上水流的喷射方向之间会呈圆环分布，这样能够增加水流的旋转力，使塔身内污水的旋转更加快速有力，从而使得菌泥结块能够更好地向塔身中央集中。

本发明的进一步设置为：同一根所述布水分管上的布水喷嘴分为两组，其中一组布水喷嘴的喷射方向朝向塔身底部的圆锥面倾斜设置，另一组布水喷嘴的喷射方向朝向背离塔身底部的圆锥面倾斜设置，且两组布水喷嘴之间呈交叉间隔分布。

通过采用上述方案，将布水喷嘴分组设置，这样喷射方向朝下的布水喷嘴在推动污水形成旋转湍流的同时，还能够直接对塔身底部的结块形成冲击，促使其产生旋转，这样结块更容易在湍流的作用下产生向心运动；而喷射方向朝上的布水喷嘴则能够使污水形成上升的水流，以便这些水流能够将污水中质量较轻的菌泥带离塔身底部，一方面减少菌泥和结块一起被排出的量，另一方面菌泥也不容易与塔身底部的结块产生相互搓磨而失去光泽，这样既保证了塔身的排渣效果，同时也减少了菌泥的浪费，从而使得这种反应器能够更好地对污水进行处理。

本发明的进一步设置为：朝向所述塔身底部倾斜的布水喷嘴与塔身底部圆锥面之间的夹角为5~10°。

对于布水喷嘴来说，其对塔身底部的冲洗力最大的时候，是其喷射方向与塔身底部的圆锥面相平行的时候，但是直接平行设置有可能导致布水喷嘴喷射出的水流浮在圆锥面上方，不与塔身底部相接处，这样当结垢厚度很小时，可能水流就碰不到这些污垢，进而导致清洗效果差，通过采用上述方案，5~10°的角度范围，使得水流从布水喷嘴上喷出后，是接近平行于塔身底部圆锥面的状态，但水流的末端又一定会对圆锥面形成冲击，这样既能够保证水流具有足够的冲洗力，同时又能够与结垢接触到位，从而使得布水装置具有更高的清洗效果。

本发明的进一步设置为：背向所述塔身底部倾斜的布水喷嘴与水平面之间的夹角为5~10°。

喷射方向朝上的布水喷嘴的作用是为了让菌泥浮起来，但菌泥又不能浮的太高，否则可能造成塔身上部的污水处理程度较高，而靠近塔身底部的污水处理程度较低，造成塔身不同高度之间污水的净化程度出现巨大差异，通过采用上述方案，5~10°这样一个角度范围，使得从布水喷嘴中喷射出的水流既能够对菌泥产生一个向上的推力，同时这个推力又不会过大，这样菌泥的上升高度就不会过大，加上水流的上下对流效应，也能够在污水在竖直方向形成缓慢对流，使得菌泥对各高度污水的处理程度能够处于相对接近的程度，从而使得反应器能够对污水进行更好地处理。

本发明的进一步设置为：所述塔身内设置有厌氧反应装置，所述厌氧反应装置包括固定于塔身内的悬挂杆、多个固定于悬挂杆上且沿悬挂杆高度方向分布的厌氧反应组件，每个所述厌氧反应组件均包括有多块反应板，同一个厌氧反应组件上的厌氧反应板之间相互平行，且沿水平方向排布。

通过采用上述方案，反应板主要用于供活性菌附着，而沿塔身高度方向分布多组反应器，则能够使各个高度的污水都能够同时进行处理，这样能够使得活性菌对污水的处理更加均匀，不会在高度上出现处理程度差异，从而使反应器具有更好的处理效果。

本发明的进一步设置为：所述厌氧反应板的横截面呈折线状。

通过采用上述方案，折线状的结构能够增加反应板的表面积，使得在有限的空间范围内，每一个厌氧反应组件上能够附着更多的活性菌，从而使得厌氧反应组件对污水具有更好的处理效果。

本发明的进一步设置为：所述塔身顶部经过扩口形成有直径大于塔身直径的扩口部，所述扩口部内设置有废气收集装置，所述废气收集装置包括固定于塔身顶部且呈倒扣设置的集气罩、连通固定于集气罩上的集气管，所述集气罩的开口直径大于塔身的直径且小于扩口部的直径，集气罩的开口部分浸入到塔身内的污水中，且集气罩和污水的水面之间隔有供废气进入的存气腔。

由于造纸污水中含有大量有机物，活性菌在对污水进行处理的过程中不可避免会产生沼气，沼气直接排放一方面味道及其难闻，另一方面也会对大气造成污染，因此需要进行处理，通过采用上述方案，由于集气罩的直径大于塔身的直径，且浸于污水中，因此当污水中有沼气生成时，会被集中在集气罩内，再经由集气管集中输送后进行处理，从而减少对环境的污染。

本发明的进一步设置为：所述废气收集装置还包括废气净化组件，所述废气净化组件包括固定于集气管远离集气罩一端上的燃烧罩、固定于燃烧罩内围绕集气管分布的火焰喷头，所述燃烧罩与集气管的外圆侧壁之间形成有用于供空气通过后进入燃烧罩内的进气腔，且所述火焰喷头的喷射方向朝向集气管倾斜设置。

通过采用上述方案，沼气的主要成分为甲烷，甲烷被火焰灼烧后会生成二氧化碳和水，而这两种物质不是大气污染的主要污染源，因此沼气被灼烧后能够减轻对环境的污染。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.布水装置中的布水分管沿排污管呈环状分布的方式，能够让布水分管进水时能够在塔身内形成旋转的湍流，这样能够扰动塔身底部的结块，使得结块在推流的作用下产生向心运动于塔身中央聚集，这样结块能够更多地进入排污管内，从而提高反应器的排渣效果；

2.布水分管上一上、一下间隔分布的布水喷嘴一方面能够对塔身底部的圆锥面形成冲击，同时也能够带动正常菌泥浮起，让菌泥与结块产生分离，减少正常菌泥与结块之间的搓磨，从而有效延长菌泥的使用寿命及保证其对污水的处理能力；

3.塔身顶部的废气净化组件能够对污水产生的沼气进行收集和净化，减少污水发酵过程中所产生的废气对环境造成的污染。

附图说明

图1是本发明的剖切结构示意图；

图2是图1中位于A处的局部放大图；

图3是图1中位于B处的局部放大图；

图4是本发明的整体结构示意图。

图中：1、塔身；11、沉渣陷口；12、扩口部；2、废气收集装置；21、集气罩；22、集气管；23、净化组件；231、燃烧罩；232、火焰喷头；233、进气腔；3、厌氧反应装置；31、悬挂杆；32、厌氧反应组件；321、反应板；4、布水装置；41、进水母管；42、布水分管；43、布水喷嘴；5、排污管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种污水厌氧反应器，包括塔身1、布水装置4、排污管5，塔身1呈圆筒状，塔身1的内底呈圆锥状，圆锥状的结构使塔身1内底形成漏斗状的沉渣陷口11，且塔身1内底的圆锥面与水平面之间呈19°设置。

塔身1内底的倾斜角度，是根据塔身1尺寸来设置的，一般情况下，像造纸厂用厌氧器，塔身1直径一般在5m左右，塔高一般在20m左右，而19°的倾斜角，按照tan19°=h/r=0.34计算可得塔身1内底的垫高层厚度大约为0.85m，这样的厚度相对于20m左右的塔高来说，不会形成太大影响，同时这样的角度，按照菌泥普遍的结块大小，在实际实验后发现，结块在这个圆锥面上受重力所产生的分力是大致与其滑动摩擦力相等的，那么结块只要稍微产生运动，就会沿着塔身1内底向下滑落，从而使得结块能够主动向沉渣陷口11聚集。

塔身1顶部通过扩口形成有直径大于塔身1中部直径的扩口部12，在扩口部12内设置有废气收集装置2，其包括集气罩21、集气管22和净化组件23，集气罩21呈上大下小的盆状结构，集气罩21的开口直径大于塔身1中部的直径，其固定于塔身1的扩口部12内，且呈倒扣设置，实际应用时需让集气罩21的开口部分浸没于污水中，这样污水中产生的气体能够集中于集气罩21内；集气管22的一端连通固定于集气罩21底部的中心，另一端向着远离集气罩21的一端延伸。

如图2所示，净化组件23包括燃烧罩231、火焰喷头232，燃烧罩231固定于集气管22远离集气罩21的一端上，且燃烧罩231的内壁与集气管22之间形成有用于供空气通过后进入燃烧罩231内的进气腔233；火焰喷头232至少设置两个，固定于燃烧罩231的内壁上，火焰喷头232之间围绕集气管22均匀分布，且其喷射方向朝向集气管22倾斜设置。

如图1所示，在塔身1内还设置有厌氧反应装置3，该装置包括悬挂杆31、厌氧反应组件32，悬挂杆31呈竖直状态固定于塔身1内，且位于塔身1中央；厌氧反应组件32由多块相互平行且横截面呈折线状的反应板321组成，厌氧反应组件32固定于悬挂杆31上，且沿悬挂杆31的高度方向设置有至少两个，厌氧反应组件32安装好后，每一个厌氧反应组件32内的反应板321之间沿水平方向排列。

如图3所示，布水装置4包括进水母管41、布水分管42、布水喷嘴43，进水母管41固定于塔身1的侧壁上且围绕塔身1呈环状分布；为了进水冲洗时使水流能够形成更好的湍流，将布水分管42设置为五根，布水分管42固定于塔身1内，其平行于塔身1内底的圆锥面，且长度方向沿塔身1的直径方向延伸。五根布水分管42之间围绕沉渣陷口11均匀分布，且所有布水分管42与同一根进水母管41相连通。

布水喷嘴43设置有多个，固定安装于布水分管42上且沿布水分管42的长度方向排列。每根布水分管42上的布水喷嘴43均分为两组，其中一组布水喷嘴43的喷射方向朝向塔身1内底的一侧向下倾斜10°设置，另一组布水喷嘴43背向塔身1内底一侧向上倾斜且与水平面之间呈10°夹角倾斜设置，且两组布水喷嘴43之间在同一根布水分管42上呈间隔分布，这使得沿布水分管42的长度方向，布水喷嘴43的喷射方向会出现一个朝上，另一个朝下，接着再有一个朝上的形式。

排污管5连通固定于塔身1底部，且排污管5的排污口与沉渣陷口11相连通。

具体实施过程：如图1和图4所示，工作时，水流从布水分管42进入塔身1内后，由于布水分管42之间是呈圆环状分布的，因此这些水会让塔身1内的污水产生旋转，形成湍流，这些湍流一方面能够推动菌泥结块产生运动，向着沉渣陷口11的位置聚集，另一方面，喷射方向向上的布水喷嘴43能够促使菌泥产生上浮，减少菌泥与结块之间的摩擦，使健康菌泥不容易失去光泽，从而既保证反应器的清洗时的排渣效果，同时也让塔身1内的菌泥具有更好的污水处理效果。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种污水厌氧反应器，包括塔身(1)、设置于塔身(1)内且位于塔身(1)底部的布水装置(4)、连通设置于塔身(1)底部的排污管(5)，其特征在于：所述塔身(1)的底部呈圆锥状，圆锥状的结构使塔身(1)底部形成漏斗状的沉渣陷口(11)，所述排污管(5)与沉渣陷口(11)的最低处相连通，且所述布水装置(4)的进水方向沿塔身(1)的切线方向。

2.根据权利要求1所述的一种污水厌氧反应器，其特征在于：所述塔身(1)底部的圆锥面与水平面之间的夹角为15~20°。

3.根据权利要求1所述的一种污水厌氧反应器，其特征在于：所述布水装置(4)包括环绕固定于塔身(1)侧壁上的进水母管(41)、至少三根固定于塔身(1)内且长度方向沿塔身(1)直径方向延伸的布水分管(42)、安装于布水分管(42)上且沿布水分管(42)的长度方向排列的布水喷嘴(43)，所述布水分管(42)之间围绕塔身(1)底部的沉渣陷口(11)均匀分布，且所有布水分管(42)与同一根进水母管(41)相连通。

4.根据权利要求3所述的一种污水厌氧反应器，其特征在于：同一根所述布水分管(42)上的布水喷嘴(43)分为两组，其中一组布水喷嘴(43)的喷射方向朝向塔身(1)底部的圆锥面倾斜设置，另一组布水喷嘴(43)的喷射方向朝向背离塔身(1)底部的圆锥面倾斜设置，且两组布水喷嘴(43)之间呈交叉间隔分布。

5.根据权利要求4所述的一种污水厌氧反应器，其特征在于：朝向所述塔身(1)底部倾斜的布水喷嘴(43)与塔身(1)底部圆锥面之间的夹角为5~10°。

6.根据权利要求4所述的一种污水厌氧反应器，其特征在于：背向所述塔身(1)底部倾斜的布水喷嘴(43)与水平面之间的夹角为5~10°。

7.根据权利要求1所述的一种污水厌氧反应器，其特征在于：所述塔身(1)内设置有厌氧反应装置(3)，所述厌氧反应装置(3)包括固定于塔身(1)内的悬挂杆(31)、多组固定于悬挂杆(31)上且沿悬挂杆(31)高度方向分布的厌氧反应组件(32)，每组所述厌氧反应组件(32)均包括有多块反应板(321)，同一个厌氧反应组件(32)上的厌氧反应板(321)之间相互平行，且沿水平方向排布。

8.根据权利要求7所述的一种污水厌氧反应器，其特征在于：所述厌氧反应板(321)的横截面呈折线状。

9.根据权利要求1所述的一种污水厌氧反应器，其特征在于：所述塔身(1)顶部经过扩口形成有直径大于塔身(1)直径的扩口部(12)，所述扩口部(12)内设置有废气收集装置(2)，所述废气收集装置(2)包括固定于塔身(1)顶部且呈倒扣设置的集气罩(21)、连通固定于集气罩(21)上的集气管(22)，所述集气罩(21)的开口直径大于塔身(1)的直径且小于扩口部(12)的直径，集气罩(21)的开口部分浸入到塔身(1)内的污水中，且集气罩(21)和污水的水面之间隔有供废气进入的存气腔。

10.根据权利要求9所述的一种污水厌氧反应器，其特征在于：所述废气收集装置(2)还包括废气净化组件(23)，所述废气净化组件(23)包括固定于集气管(22)远离集气罩(21)一端上的燃烧罩(231)、固定于燃烧罩(231)内围绕集气管(22)分布的火焰喷头(232)，所述燃烧罩(231)与集气管(22)的外圆侧壁之间形成有用于供空气通过后进入燃烧罩(231)内的进气腔(233)，且所述火焰喷头(232)的喷射方向朝向集气管(22)倾斜设置。