CN114455701B - 厌氧反应器自循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了污水厌氧处理技术领域内的一种厌氧反应器自循环装置，包括主反应器，主反应器的底部设置有进水系统，主反应器的内部设置有三相分离器，三相分离器的顶部连接有导流管，导流管连接在密封的集气箱上，集气箱的顶部连接有排气管，排气管上设置有排气阀，集气箱内设置有回流上升管，回流上升管下端深入到集气箱底部，回流上升管的顶端连接在回流水箱上，回流水箱设置在集气箱的上方，回流水箱的底部连接有回流下降管，回流下降管连接在主反应器上，集气箱设置在主反应器的设计液面以下，本发明无外部动力可实现泥水自循环，提高沼气利用效率。

Description

厌氧反应器自循环装置

技术领域

本发明涉及污水厌氧处理技术领域，特别涉及一种厌氧反应器。

背景技术

良好传质是厌氧反应器高效稳定运行关键环节之一。目前，厌氧反应器主要通过机械搅拌、泥水自循环（IC反应器）、泥水外循环（EGSB反应器）等方式，提高传质。其中，机械搅拌和泥水外循环需要人为提供动力，增加了反应器的构筑成本及运行费用。

以IC为代表的第三代厌氧反应器，在不需要人为提供动力的情况下，利用沼气上升过程中产生的密度差为动力，实现泥水内循环。但IC反应器对反应器的高径比、回流上升管的管径、泥水提升高度等的设计要求严苛。此外，IC反应器受产气强度的影响较大，当产气强度不符合设计要求时，即使总产气量不低，泥水自循环水量锐减，甚至不能形成连续流，沼气利用效率低。在实际工程实践中，通常厌氧反应器产气强度波动较大，直接影响泥水循环效率，IC工艺的推广受限。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种厌氧反应器自循环装置，无外部动力可实现泥水自循环，提高沼气利用效率。

本发明的目的是这样实现的：一种厌氧反应器自循环装置，包括主反应器，所述主反应器的底部设置进水系统，所述主反应器的内部设置三相分离器，所述三相分离器的顶部连接导流管，导流管连接在密封的集气箱上，集气箱的顶部连接排气管，所述排气管上设置排气阀，所述集气箱内设置回流上升管，回流上升管下端伸入到集气箱底部，回流上升管的顶端连接在回流水箱上，回流水箱设置在反应器设计液面的上方，回流水箱的底部连接有回流下降管，所述回流下降管连接在主反应器上，所述集气箱设置在主反应器的设计液面以下。

本发明工作时，通过排气阀的开启或关闭，控制集气箱沼气的排放和集气；当集气箱在排气状态（排气阀打开）时，主反应器的泥水在水位差的作用下，通过气/液导流管自然流入并装满集气箱；当关闭排气阀时，主反应器产生的沼气积累在集气箱内，沼气积累过程中形成的压力，将集气箱内的泥水，经回流上升管挤压提升至顶部的回流水箱，集气箱内没有可提升的泥水时，沼气经回流上升管从回流水箱排出；提升至回流水箱的泥水，在水位差的作用下，经下降回流管回流至主反应器的底部，如此循环。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明实现了厌氧反应器自循环技术，泥水自循环动力来自沼气积气过程中形成的压力，自循环水量与总产气量有关，不受产气强度的影响，作为泥水内循环动力源，沼气利用效率高；和传统IC反应器相比，该发明对厌氧反应器自循环的设计要求不苛刻，在低高径比的厌氧反应器中，也能实现泥水自循环，且运行稳定。

作为本发明的进一步限定，所述主反应器的下部设置有布水系统，所述进水系统的出水口设置在布水系统的下方。布水系统的设计使得进水分布更加均匀。

作为本发明的进一步限定，所述回流下降管伸入主反应器内设置、回流下降管的出水口设置在布水系统的下方。使得回流的泥水可进一步通过布水系统作用。

作为本发明的进一步限定，所述主反应器的内壁上位于三相分离器的下方设置有导流片。导流片的设计使得气流更加顺畅的进入三相分离器内。

作为本发明的进一步限定，所述导流管连接在集气箱近顶部的位置。如此设计可保证沼气可将泥水压入回流水箱。

作为本发明的进一步限定，所述集气箱设置在主反应器的外部或者外部。

作为本发明的进一步限定，所述三相分离器底部至主反应器设计液面垂直高度为h1，回流上升管的垂直高度为h4，h1>h4。以确保厌氧反应器产生的全部沼气，经过集气箱排出，防止在从三相分离器基部溢出。

作为本发明的进一步限定，所述集气箱顶部与主反应器设计液面之间的垂直高度为h2，主反应器排出集气箱相等体积的泥水时，主反应器水位下降的垂直高度h3，h2>h3。以确保集气箱在排气状态时，主反应器的泥水自然涌入集气箱并装满。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图。

图2为图1中局部放大图。

其中，1进水系统；2布水系统；3回流下降管；4导流片；5三相分离器；6回流上升管；7集气箱；8导流管；9出水堰；10排气管；11排气阀；12回流水箱，13设计液面；h1为三相分离器底部至主反应器设计液面间垂直高度；h2为集气箱顶部与主反应器设计液面间垂直高度；h3为主反应器排出集气箱等体积的泥水时，水位下降的垂直高度；h4为回流上升管垂直高度。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

实施例1

如图1-2所示的一种厌氧反应器自循环装置，包括主反应器14（一般为反应罐），主反应器14的顶部设有出水堰9，主反应器14的底部设置有进水系统1和布水系统2，本实施例中进水系统1采用常规进水管，进水管的出水口向上弯曲设置在布水系统2的下方，主反应器14的内部偏上位置设置有三相分离器5，主反应器14的内壁上位于三相分离器5的下方设置有导流片4（便于收集气体），三相分离器5的顶部连接有导流管8，导流管8连接在密封的集气箱7的上部位置，本实施例中集气箱7设置在主反应器14的外部，集气箱7的顶部连接排气管10，排气管10上设置排气阀11，集气箱7内设置回流上升管6，回流上升管6下端伸入到集气箱7底部，回流上升管6的顶端连接在回流水箱12上，回流水箱12设置在反应器设计液面13的上方，回流水箱12的底部连接有回流下降管3，回流下降管3伸入主反应器14内设置、回流下降管3的出水口设置在布水系统2的下方，集气箱7设置在主反应器14的设计液面13以下。

本发明工作时，通过排气阀11的开启或关闭，控制集气箱7沼气的排放和集气；当集气箱7在排气状态（排气阀11打开）时，主反应器14的泥水在水位差的作用下，通过气/液导流管8自然流入并装满集气箱7；当关闭排气阀11时，主反应器14产生的沼气积累在集气箱7内，沼气积累过程中形成的压力，将集气箱7内的泥水，经回流上升管6挤压提升至顶部的回流水箱12，集气箱7内没有可提升的泥水时，沼气经回流上升管6从回流水箱12排出；提升至回流水箱12的泥水，在水位差的作用下，经下降回流管回流至主反应器14的底部，如此循环。

为了实现主反应器14泥水自然流入集气箱7，集气箱7的泥水挤压提升至回流水箱12，回流水箱12泥水在自动回流至主反应器14底部，即控制自循环流态为单向流，本发明的主要设计参数如下：

三相分离器5底部至主反应器14设计液面13垂直高度为h1，回流上升管6的垂直高度为h4，h1>h4；以确保厌氧反应器产生的全部沼气，经过集气箱7排出，防止在从三相分离器5基部溢出；

集气箱7顶部与主反应器14设计液面13之间的垂直高度为h2，主反应器14排出集气箱7相等体积的泥水时，主反应器14水位下降的垂直高度h3（即液面12与液面13之间的高度差），h2>h3；以确保集气箱7在排气状态时，主反应器14的泥水自然涌入集气箱7并装满。

本发明集气箱7安装在厌氧主反应器14的外面，也可以安装在厌氧主反应器14的内部，集气箱7规格与安装，符合设计要求即可，如：主反应器14的沼气有效导入到集气箱7，并经过集气箱7排出；控制自循环水流为单向流，即主反应器14的泥水自然流入集气箱7，集气箱7泥水挤压提升至回流水箱12，回流水箱12泥水回流到主反应器14内，三者间泥水不可倒流。

本发明中排气阀11控制：一是根据集气箱7内水位变化，自动控制排气阀11门；二是，根据主反应器14的产气情况，按一定的时间间隔排放沼气；三是，根据集气箱7内沼气的体积，采用人工方式控制排气阀11。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种厌氧反应器自循环装置，其特征在于，包括主反应器(14)，所述主反应器(14)的底部设置有进水系统(1)，所述主反应器(14)的内部设置有三相分离器(5)，所述三相分离器(5)的顶部连接有导流管(8)，导流管(8)连接在密封的集气箱(7)上，集气箱(7)的顶部连接有排气管(10)，所述排气管(10)上设置有排气阀(11)，所述集气箱(7)内设置有回流上升管(6)，回流上升管(6)下端伸入到集气箱(7)底部，回流上升管(6)的顶端连接在回流水箱(12)上，回流水箱(12)设置在反应器设计液面(13)的上方，回流水箱(12)的底部连接有回流下降管(3)，所述回流下降管(3)连接在主反应器(14)上，所述集气箱(7)设置在主反应器(14)的设计液面(13)以下，所述集气箱（7）设置在三相分离器（5）上方，所述三相分离器(5)底部至主反应器(14)设计液面(13)垂直高度为h1，回流上升管(6)的垂直高度为h4，h1>h4，所述集气箱(7)顶部与主反应器(14)设计液面(13)之间的垂直高度为h2，主反应器(14)排出集气箱(7)相等体积的泥水时，主反应器(14)水位下降的垂直高度h3，h2>h3。

2.根据权利要求1所述的厌氧反应器自循环装置，其特征在于，所述主反应器(14)的下部设置有布水系统(2)，所述进水系统(1)的出水口设置在布水系统(2)的下方。

3.根据权利要求2所述的厌氧反应器自循环装置，其特征在于，所述回流下降管(3)伸入主反应器(14)内设置、回流下降管(3)的出水口设置在布水系统(2)的下方。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的厌氧反应器自循环装置，其特征在于，所述主反应器(14)的内壁上位于三相分离器(5)的下方设置有导流片(4)。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的厌氧反应器自循环装置，其特征在于，所述导流管(8)连接在集气箱(7)的近顶部位置。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的厌氧反应器自循环装置，其特征在于，所述集气箱(7)设置在主反应器(14)的外部或者内部。