CN112591884A - 一种双旋流布水器及厌氧反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双旋流布水器及厌氧反应器，包括固定在厌氧反应器内腔底部的内旋流布水结构及外旋流布水结构，所述内旋流布水结构与外旋流布水结构之间不连贯，所述内旋流布水结构、外旋流布水结构、所述内旋流布水结构与外旋流布水结构之间的厌氧反应器底面共同形成用于汇集厌氧污泥的集泥环锥。该双旋流布水结构形成的双向旋流配合下降管布水结构形成的散射水流，三方强烈交错，提高了污水和厌氧污泥的混合效率，提升了传质效率，提升了反应器的反应效率。

Description

一种双旋流布水器及厌氧反应器

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别涉及一种双旋流布水器及厌氧反应器。

背景技术

在污水处理领域中，厌氧生物处理与好氧生物处理相比，具有优点如下：1.应用范围广，能处理高中低浓度的各类废水。2.能源需求少且能产生大量能源。3.有机负荷高。4.剩余污泥量少，且产生的厌氧颗粒污泥可以作为特殊菌种，有商业价值。5.对营养物的需求量小。6.耐冲击负荷能力强。

在厌氧反应器中，污水经布水结构与厌氧污泥混合，厌氧污泥降解污水中的有机物转化为沼气。厌氧污泥因产生沼气比重变轻上浮，经三相分离器分离，一部分厌氧污泥释放沼气后比重增大，下沉到厌氧反应器底部，另一部分厌氧污泥混合在沼气和污水中收集到厌氧反应器顶部的气液分离器。在气液分离器中，沼气分离收集利用，泥水经下降管流入到厌氧反应器底部。

在厌氧反应器中，布水结构是最核心的技术之一，直接关系到厌氧污泥和污水的混合效率和传质效率，直接影响到厌氧反应器的处理效率。当前的厌氧反应器布水结构常用的有分支穿孔管布水、旋流布水，但是这些布水方式都为单方向流布水，且只依靠水流冲击厌氧污泥层，存在布水不够均匀，存在短流、沟流、厌氧污泥沉积、厌氧污泥和污水混合不均匀、传质效率低等问题。

发明内容

本发明的目的是：提供一种解决厌氧污泥与污水混合不均匀导致厌氧反应器处理效率低问题的双旋流布水器及包括所述双旋流布水器的厌氧反应器。

本发明的技术解决方案是：一种双旋流布水器，其特殊之处在于，包括固定在厌氧反应器内腔底部的内旋流布水结构及外旋流布水结构，所述内旋流布水结构与外旋流布水结构之间不连贯，所述内旋流布水结构、外旋流布水结构、所述内旋流布水结构与外旋流布水结构之间的厌氧反应器底面共同形成用于汇集厌氧污泥的集泥环锥。

作为优选：所述内旋流布水结构包括通过布水反射锥体与厌氧反应器底面密封固定后内部形成的内旋流布水腔、穿设在圆锥形挡板上且绕内旋流布水腔竖直中心轴圆周阵列的若干组内旋流布水喷嘴组、与内旋流布水腔连通的第一进水管及排污管，所述排污管位于第一排水管的对侧，所述第一进水管上设有第一进水阀，所述排污管上设有排污阀。

作为优选：相邻两两内旋流布水喷嘴组之间夹角为10°-30°，所述内旋流布水喷嘴组包括至少三个位于同一母线上且朝向一致的第一布水喷嘴，所述第一布水喷嘴水平仰角为15°-45°。

作为优选：所述外旋流布水结构包括通过锥斗状隔板分别与厌氧反应器侧壁和厌氧反应器底面相互密封固定后内部形成外旋流布水腔、与外旋流布水腔连通的第二进水管、连通所述外旋流布水腔及厌氧反应器内腔的若干组布水支管，所述若干组布水支管绕厌氧反应器竖直中轴线圆周阵列，所述第二进水管上设有第二进水阀，布水支管端部设有第二布水喷嘴。

作为优选：所述布水支管从所述外旋流布水腔内引出至厌氧反应器外，经多次弯折后延伸入厌氧反应器内腔，所述布水支管位于厌氧反应器内的管体固设在所述锥斗状隔板上，所述布水支管位于外旋流布水腔的出水口处设有第一控制阀，位于厌氧反应器内腔的进水口处设有第二控制阀，位于第一控制阀与第二控制阀之间的管路上延伸有第一支管，所述第一支管末端通过盲板密封；

所述布水支管位于厌氧反应器内的管体上穿设有至少三个朝向一致的第二布水喷嘴，所述第二布水喷嘴朝向与第一布水喷嘴朝向相反。

作为优选：所述锥斗状隔板与所述厌氧反应器底面夹角大于45°，所述锥斗状隔板与所述厌氧反应器内侧壁连接点高度高于1.5m，相邻两组布水支管之间夹角为10°-30°，间距弧长为1.0m-2.0m，第二布水喷嘴水平仰角为15°-45°。

本发明提供的另一技术解决方案是：一种厌氧反应器，其特殊之处在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的双旋流布水器，还包括混合下降管布水结构，所述混合下降管布水结构包括气液分离器、与气液分离器底部连接的混合下降管，所述混合下降管上设有第三进水阀，所述混合下降管的出水口位于布水反射锥体的锥尖。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

⑴本发明提供的双旋流布水器的外旋流布水结构与内旋流布水结构均采用布水腔结构，并在布水腔上圆周阵列有若干布水喷嘴，使得各组支管及布水喷嘴的压力与流量均衡，进出水的水量与水压均衡，形成稳定的旋流；

⑵外旋流布水结构、内旋流布水结构及厌氧反应器底面构成了集泥环锥，厌氧反应器内分离沼气后下降的厌氧污泥沿锥斗状挡板及布水反射锥体的锥面汇集至集泥环锥区域内，外旋流布水、内旋流布水、混合下降管布水三个布水结构共同作用与集泥环锥区域，能使厌氧污泥和污水充分混合，并且因集泥锥环相对空间较小，布水流速较大，能充分搅动厌氧反应器底部的污泥，避免了出现厌氧污泥沉积的状况，提高厌氧反应器的处理效率。

附图说明

图1是本发明厌氧反应器的结构示意图；

图2是本发明厌氧反应器的另一方向的结构示意图。

主要组件符号说明

1罐体	21气液分离器	22混合下降管	23第三进水阀
				31布水反射锥体	32内旋流布水腔	33第一布水喷嘴	34第一进水管
341第一进水阀	35排污管	351排污阀	41锥斗状隔板
				42外旋流布水腔	43第二进水管	431第二进水阀	44布水支管
441第一控制阀	442第二控制阀	45第一支管	451盲板
				46第二布水喷嘴

具体实施方式

本发明下面将结合附图作进一步详述：

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

请参阅图1、图2所示，厌氧反应器包括罐体1、固设在厌氧反应器内腔底部的双旋流布水器、固设在厌氧反应器上方的混合下降管布水结构，所述混合下降管布水结构包括气液分离器21、与气液分离器21底部连接的混合下降管22，所述混合下降管22上设有第三进水阀23，所述混合下降管22穿过罐体1进入所述厌氧反应器内腔。

设置在所述厌氧反应器内腔底部的双旋流布水器包括固定在厌氧反应器内腔底部中心的内旋流布水结构、固定在厌氧反应器内腔底部外缘的外旋流布水结构，所述内旋流布水结构与外旋流布水结构之间不连贯，所述内旋流布水结构的布水反射锥体的锥面、厌氧反应器内腔底面、外旋流布水结构的锥斗状隔板的锥面共同形成用于汇集厌氧污泥的集泥环锥5，所述内旋流布水结构的污水与外旋流布水结构的污水均排至集泥环锥5内与厌氧污泥进行充分混合。

所述内旋流布水结构包括通过布水反射锥体31与厌氧反应器底面密封固定后内部形成的内旋流布水腔32、穿设在圆锥形挡板31上且绕内旋流布水腔32竖直中心轴圆周阵列的若干组内旋流布水喷嘴组、与内旋流布水腔连通的第一进水管34及排污管35，所述排污管35位于第一排水管34的对侧，所述第一进水管34上设有第一进水阀341，所述排污管35上设有排污阀351，所述内旋流布水腔32通过第一进水管34与外界管路连通，通过排污管35将反冲进入内旋流布水腔32内的污泥排出。

所述混合下降管的出水口恰好位于布水反射锥体31的锥尖。

相邻两两内旋流布水喷嘴组之间夹角为10°-30°，所述内旋流布水喷嘴组包括四个位于同一母线上且朝向一致的第一布水喷嘴33，所述第一布水喷嘴33水平仰角为15°-45°。

当第一布水喷嘴被污泥堵塞时，关闭第一进水阀，打开排污阀，内旋流布水腔内的污水沿排污管流出，内旋流布水腔内的液面下降，利用集泥环锥与内旋流布水腔形成的液位差，反压排通第一布水喷嘴，堵塞的污泥也随排污管流出，第一布水喷嘴恢复工作后，关闭排污阀，打开第一进水阀，恢复内旋流污水的排放。

所述外旋流布水结构包括通过锥斗状隔板41分别与厌氧反应器侧壁和厌氧反应器底面相互密封固定后内部形成外旋流布水腔42、与外旋流布水腔42连通的第二进水管43、连通所述外旋流布水腔42及厌氧反应器内腔的若干组布水支管44，所述若干组布水支管44绕腔体1的竖直中轴线圆周阵列，所述第二进水管43上设有第二进水阀431；

所述布水支管44从所述外旋流布水腔42内引出至厌氧反应器外，经多次弯折后延伸入厌氧反应器内腔，所述布水支管44位于厌氧反应器内的管体固设在所述锥斗状隔板41上，所述布水支管44位于外旋流布水腔42的出水口处设有第一控制阀441，位于厌氧反应器内腔的进水口处设有第二控制阀442，位于第一控制阀441与第二控制阀442之间的管路上延伸有第一支管45，所述第一支管45末端通过盲板451密封；

所述布水支管44位于厌氧反应器内的管体上穿设有至少三个朝向一致的第二布水喷嘴46，所述第二布水喷嘴46朝向与第一布水喷嘴33朝向相反。

所述锥斗状隔板41与所述厌氧反应器底面夹角大于45°，所述锥斗状隔板41与所述厌氧反应器内侧壁固定点高度高于1.5m，相邻两组布水支管44之间夹角为10°-30°，间距弧长为1.0m-2.0m，第二布水喷嘴46水平仰角为15°-45°。

当第二布水喷嘴或布水支管被污泥堵塞时，关闭第一控制阀和第二控制阀，打开盲板，再打开第二控制阀，污水在压力的作用下与污泥一同反冲从盲板支管排出，从而排通第二布水喷嘴或布水支管，待布水支管或第二布水喷嘴畅通后，关闭第二控制阀后关闭盲板，再依次打开第一控制阀和第二控制阀，恢复外旋流污水的排放。

工作原理：

经混合下降管22进入的泥水，经布水反射锥体31散射，均匀进入由外旋流布水结构的锥面、内旋流布水结构的锥面、厌氧反应器内腔底面共同构成的集泥环锥3；污水进入外旋流布水腔42，均匀分流到各组布水支管44，再经各组第二布水喷嘴46均匀喷出，形成旋流与沉淀在集泥环锥3内的厌氧污泥充分混合；同时污水进入内旋流布水腔22，经各组第一布水喷嘴33均匀喷出，形成旋流与集泥环锥内的厌氧污泥充分混合；

外旋流布水结构形成的外旋流与内旋流布水结构形成的反向内旋流、及混合下降管布水结构冲击布水反射锥体形成的散射水流，三方强烈交错，提高了污水和厌氧污泥的混合效率，提升了传质效率，提升了反应器的反应效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种双旋流布水器，其特征在于，包括固定在厌氧反应器内腔底部的内旋流布水结构及外旋流布水结构，所述内旋流布水结构与外旋流布水结构之间不连贯，所述内旋流布水结构、外旋流布水结构、所述内旋流布水结构与外旋流布水结构之间的厌氧反应器底面共同形成用于汇集厌氧污泥的集泥环锥。

2.根据权利要求1所述的双旋流布水器，其特征在于，所述内旋流布水结构包括通过布水反射锥体与厌氧反应器底面密封固定后内部形成的内旋流布水腔、穿设在圆锥形挡板上且绕内旋流布水腔竖直中心轴圆周阵列的若干组内旋流布水喷嘴组、与内旋流布水腔连通的第一进水管及排污管，所述排污管位于第一排水管的对侧，所述第一进水管上设有第一进水阀，所述排污管上设有排污阀。

3.根据权利要求2所述的双旋流布水器，其特征在于，相邻两两内旋流布水喷嘴组之间夹角为10°-30°，所述内旋流布水喷嘴组包括至少三个位于同一母线上且朝向一致的第一布水喷嘴，所述第一布水喷嘴水平仰角为15°-45°。

4.根据权利要求1所述的双旋流布水器，其特征在于，所述外旋流布水结构包括通过锥斗状隔板分别与厌氧反应器侧壁和厌氧反应器底面相互密封固定后内部形成外旋流布水腔、与外旋流布水腔连通的第二进水管、连通所述外旋流布水腔及厌氧反应器内腔的若干组布水支管，所述若干组布水支管绕厌氧反应器竖直中轴线圆周阵列，所述第二进水管上设有第二进水阀，布水支管端部设有第二布水喷嘴。

5.根据权利要求4所述的双旋流布水器，其特征在于，所述布水支管从所述外旋流布水腔内引出至厌氧反应器外，经多次弯折后延伸入厌氧反应器内腔，所述布水支管位于厌氧反应器内的管体固设在所述锥斗状隔板上，所述布水支管位于外旋流布水腔的出水口处设有第一控制阀，位于厌氧反应器内腔的进水口处设有第二控制阀，位于第一控制阀与第二控制阀之间的管路上延伸有第一支管，所述第一支管末端通过盲板密封；

所述布水支管位于厌氧反应器内的管体上穿设有至少三个朝向一致的第二布水喷嘴，所述第二布水喷嘴朝向与第一布水喷嘴朝向相反。

6.根据权利要求4或5所述的双旋流布水器，其特征在于，所述锥斗状隔板与所述厌氧反应器底面夹角大于45°，所述锥斗状隔板与所述厌氧反应器内侧壁连接点高度高于1.5m，相邻两组布水支管之间夹角为10°-30°，间距弧长为1.0m-2.0m，第二布水喷嘴水平仰角为15°-45°。

7.一种厌氧反应器，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的双旋流布水器，还包括混合下降管布水结构，所述混合下降管布水结构包括气液分离器、与气液分离器底部连接的混合下降管，所述混合下降管上设有第三进水阀，所述混合下降管的出水口位于布水反射锥体的锥尖。

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