CN114477434A

CN114477434A - 厌氧反应系统

Info

Publication number: CN114477434A
Application number: CN202210079613.3A
Authority: CN
Inventors: 廖强; 于容朴; 夏奡; 黄云; 朱贤青; 朱恂; 姚杰宇
Original assignee: Beijing Huaxia Dayu Environmental Protection Co ltd; Chongqing University
Current assignee: Beijing Huaxia Dayu Environmental Protection Co ltd; Chongqing University
Priority date: 2022-01-24
Filing date: 2022-01-24
Publication date: 2022-05-13

Abstract

本发明提出一种厌氧反应系统，其中包括壳体、设置在所述壳体内的厌氧反应腔体和与所述厌氧反应腔体连通的沉淀分离腔体；所述厌氧反应腔体包括下部的污泥床反应区和上部的气液分离区；所述壳体连接有通入所述污泥床反应区的进水管；所述沉淀分离腔体包括下部连通的第一沉淀分离区和第二沉淀分离区；所述第一沉淀分离区液面上方设有负压空间，所述负压空间内设置有喷淋结构；所述第二沉淀分离区液面与外界大气连通，所述第二沉淀分离区上部设置有溢流堰，所述溢流堰连通有出水管；所述气液分离区与所述负压空间通过所述喷淋结构连通。本发明旨在先分离气体再进行固液分离，进而提升三相分离后的出水水质。

Description

厌氧反应系统

技术领域

本发明涉及污水处理领域技术领域，尤其涉及一种厌氧反应系统。

背景技术

目前水环境污染成了一大社会问题，常见的处理方法有物理方法、化学方法和生物方法，而对于高浓度有机物污染的废水，多采用厌氧生物处理方法，基于厌氧反应会产生相应的沼气，进而在厌氧反应系统中将存在厌氧污泥(成团的厌氧生物)、沼气和处理过的水，因此要实现三相分离，需要设置相应的分离装置。

现有技术公开号为CN112645442A的发明专利申请公开了一种三相分离器，通过将储存腔的底部设置成封闭结构，防止储存腔外底部的液体和气体对固体形成干扰，使气体、液体和固体分离，其中通过将进料区设置在三相分离器的上端且直接进入脱气腔，其中脱气过程仍然处于厌氧沼气室的有压环境中，脱气效率不高，而出水处的沉淀腔又处于一个减压的状态，水中溶解的饱和气体会进一步释放，影响固液分离效率，造成出水携带污泥，影响产水的水质。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种厌氧反应系统，旨在解决现有技术厌氧反应系统的分离效果差的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种厌氧反应系统，包括壳体、设置在所述壳体内的厌氧反应腔体和与所述厌氧反应腔体连通的沉淀分离腔体；

所述厌氧反应腔体包括下部的污泥床反应区和上部的气液分离区；

所述壳体连接有通入所述污泥床反应区的进水管；

所述沉淀分离腔体包括下部连通的第一沉淀分离区和第二沉淀分离区；

所述第一沉淀分离区液面上方设有负压空间，所述负压空间内设置有喷淋结构；

所述第二沉淀分离区液面与外界大气连通，所述第二沉淀分离区上部设置有溢流堰，所述溢流堰连通有出水管；

所述气液分离区与所述负压空间通过所述喷淋结构连通。

可选地，所述负压空间设置有填料结构，所述填料结构位于所述第一沉淀分离区液面和所述喷淋结构之间。

可选地，所述气液分离区与所述喷淋结构通过排水结构连通，所述排水结构连接有排水截气单元。

可选地，所述沉淀分离腔体底部通过污泥管道连通污泥循环池，所述污泥循环池与所述污泥床反应区连通。

可选地，所述负压空间与真空泵连通。

可选地，所述污泥管道与射流真空器连通，所述射流真空器的负压端与所述负压空间连接。

可选地，所述沉淀分离腔体设置在所述厌氧反应腔体内，且设置在所述污泥床反应区上方。

可选地，所述第一沉淀分离区上部呈环形分布在所述第二沉淀分离区上部的外侧或所述第一沉淀分离区上部与第二沉淀分离区上部并列设置。

可选地，所述沉淀分离腔体位于所述厌氧反应腔体外侧。

可选地，所述负压空间连接有负压保护器，所述气液分离区液面与所述壳体之间设置有密封的沼气室。

与现有技术相比本发明的有益效果：

(1)本发明厌氧反应腔体包括下部的污泥床反应区和上部的气液分离区，进而实现预先对混合泥水中不溶水气体的分离；

(2)排水截气单元的设置用于避免在气液分离区中非水溶性气体流入至负压空间中，防止沼气流失；

(3)负压空间的设置增强了进料污水的分离效果，最大限度的留存了厌氧生物污泥，同时提升了产水的品质；具体地，喷淋结构的设置增大气液分离区流入的混合污水比表面积；填料结构减缓了混合污水向下流动的速度；并基于填料结构和喷淋结构均设置在负压空间内，以及基于亨利定律，使得溶解在水中的气体得以释放进而增强了混合污水中溶解的气体的分离效果；

(4)负压保护器的设置确保负压空间内保持在预设的负压范围，以及防止过大的负压对于壳体造成破坏作用；

(5)污泥循环池的设置实现将分离后的污泥的回收利用，并提升后续厌氧反应效果，进而增强对污水的分离目的；

(6)污泥管道内泥水混合物的流动，基于抽气泵原理，使得连接的射流真空器产生负压效果；

(7)沉淀分离腔体和厌氧反应腔体的结构可以根据具体的需求进行调整设置，进而相应地实现提高了厌氧反应系统中的空间利用率以及提升提升分离效果。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明厌氧反应系统第一实施例的结构示意图；

图2为本发明厌氧反应系统第二实施例的结构示意图；

图3为本发明厌氧反应系统第三实施例的结构示意图；

图4为本发明厌氧反应系统第四实施例的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参见图1-图4，如图1所示为本发明一种厌氧反应系统第一实施例的结构示意图，包括壳体1、设置在所述壳体1内的厌氧反应腔体和与所述厌氧反应腔体连通的沉淀分离腔体；所述厌氧反应腔体包括下部的污泥床反应区2和上部的气液分离区3；所述壳体1连接有通入所述污泥床反应区2的进水管11；所述沉淀分离腔体包括下部连通的第一沉淀分离区4和第二沉淀分离区5；所述第一沉淀分离区4液面上方设有负压空间41，所述负压空间42内设置有喷淋结构42；所述第二沉淀分离区5液面与外界大气连通，所述第二沉淀分离区5上部设置有溢流堰51，所述溢流堰51连通有出水管511；所述气液分离区3与所述负压空间41通过所述喷淋结构42连通。

具体地，所述沉淀分离腔体位于所述厌氧反应腔体外侧，并且所述厌氧反应腔体用于将从进水管11进料的污水预先在所述污泥床反应区2进行厌氧反应，并通过气液分离区3实现沼气的分离，进而在所述气液分离3区液面与所述壳体1之间设置密封的沼气室31，所述沼气室31用于收集产生的沼气，并通过连接在壳体1上的沼气管12将收集的沼气的输出。因此，在一般情况下，所述沼气室31内部压强大于外界环境压强，同时，随着沼气不断的输出，在沼气室31中也能保持正压在一定范围内。此外，在所述进水管11进入污泥床反应区2时，为了确保污泥床反应区2内部进入的污水的均匀分布，还可以在进水管11端部连接布水结构111。

在本实施例中，在所述第一沉淀分离区4液面上方设有负压空间41，所述负压空间41与真空泵44连通，并通过所述喷淋结构42将所述气液分离区3与所述负压空间41连通，以及利用亨利定律，使得溶解在水中的气体得以释放，且分离完气体的泥水混合液进入第一沉淀分离区4、第二沉淀分离区5进行固液分离，且分离后的上清液通过溢流堰511收集，并通过出水管511进入下一个单元。进而上述结构设置增强了进料污水的分离效果，最大限度的留存了厌氧生物污泥，同时提升了产水的品质。

进一步地，所述负压空间41设置有填料结构43，所述填料结构43位于所述第一沉淀分离区4液面和所述喷淋结构42之间。具体地，所述填料结构43为多孔填料层且与所述负压空间41内壁接触，并确保所述喷淋结构42中的混合污水需经过所述填料机构43才可流入至第一沉淀分离区4，并且通过喷淋结构42将增大气液分离区3流入的混合污水比表面积，并通过填料结构43减缓了混合污水向下流动的速度，并基于填料结构43和喷淋结构42均设置在负压空间41内，进而增强了混合污水中溶解的气体的分离效果，并且是混合污水在流入沉淀分离区已完成内部溶解的气体的分离。

进一步地，所述气液分离区3与所述喷淋结构42通过排水结构6连通，所述排水结构6连接有排水截气单元61。具体地，所述排水截气单元61的设置用于避免在气液分离区3中非水溶性气体流入至负压空间41中，防止沼气流失。

进一步地，所述沉淀分离腔体底部通过污泥管道8连通污泥循环池7，所述污泥循环池7与所述污泥床反应区2连通。具体地，在所述沉淀分离腔体中进行固液分离时，将所述沉淀分离腔体底部设置成V形的污泥斗，用于方便固体污泥的浓缩和排出，并使得所得到的污泥通过设置在底部的污泥管道8连通至下部的污泥循环池7，并且所述污泥管道8运行路径是竖直-水平方向设置流入至所述污泥循环池7，即所述污泥管道8由竖直段和水平段两端连接组成，且水平段与所述污泥循环池7连通，竖直段与所述污泥管道8连通，进而实现了固体污泥的收集处理，加强了沉淀分离腔体内部的沉淀效果，保证了沉淀分离腔体上部上清液的水质。

进一步地，将所述污泥循环池7通过动力装置71将所述污泥循环池7内的固体污泥重新回流至所述厌氧反应腔体的污泥床反应区2中。具体地，所述动力装置71可以选用泵、气提、液下螺旋推进器等装置，实现了将分离后的污泥的回收利用，并提升后续厌氧反应效果，进而增强对污水的分离目的。

进一步地，如图2所示实施例，为本发明一种厌氧反应系统第二实施例的结构示意图，其中在图1所示实施例的基础上，将所述污泥管道8与射流真空器46连通，所述射流真空器46的负压端与所述负压空间41连接。具体地，通过污泥管道8内泥水混合物的流动，基于抽气泵原理，使得连接的射流真空器46产生负压效果，并与所述负压空间41连接，进而也可以达到负压空间41中负压的目的，其中所述射流真空器46设置在所述污泥管道8的竖直段内。

进一步地，如图3所示实施例，为本发明一种厌氧反应系统第三实施例的结构示意图，其中在图2所示实施例的基础上，将所述沉淀分离腔体设置在所述厌氧反应腔体内，且设置在所述污泥床反应区2上方。该结构设置，可以有效的节约厌氧反应系统所需要的空间，提高了厌氧反应系统中的空间利用率。其中所述射流真空器46设置在所述污泥管道8的水平段内。

进一步地，将所述第一沉淀分离区4上部与第二沉淀分离区5上部并列设置，并确保所述负压空间41与所述气液分离区3通过所述喷淋结构42连通。

进一步地，如图4所示，为本发明一种厌氧反应系统第四实施例的结构示意图，在图1所示实施例的基础上，将所述沉淀分离腔体设置在所述厌氧反应腔体内，且设置在所述污泥床反应区2上方，并且将所述第一沉淀分离区4上部呈环形分布在所述第二沉淀分离区5上部的外侧。

具体地，基于所述沉淀分离腔体设置在所述厌氧反应腔体内，进而使得所述沼气室31呈环形，以及所述气液分离区3上部也呈环形，为了提升分离效果，通过将所述第一沉淀分离区4上部也设置成环形，可以使得第一沉淀分离区4上部分别与靠近的气液分离区3一侧连通通过对应的排水结构6连通。其中，所述污泥管道8由竖直-水平方向流入至所述污泥循环池7中。该结构设置，可以有效的节约厌氧反应系统所需要的空间，提高了厌氧反应系统中的空间利用率。

此外，在图3所示实施例的基础上，还可以将所述第一沉淀分离区4上部呈环形分布在所述第二沉淀分离区5上部的外侧，即与图4所示实施例中的第一沉淀分离区4和第二沉淀分离区5结构分布相同。

进一步地，在上述实施例中，均可以在所述负压空间41连接有负压保护器45，用于确保负压空间41内保持在预设的负压范围，防止过大的负压对于壳体1造成破坏作用。

进一步地，在上述实施例中，为了提升泥和水的分离效率，均可以在第一沉淀分离区4的水流下降区和第二沉淀分离区5的水流上升区布设斜板/斜管填料，充分利用浅层沉淀的原理，提高沉淀区的出水水质。

进一步地，在所述沼气室31和负压空间41的顶部均可设置第一人孔/观察孔311和第二人孔/观察孔411，便于壳体1内部结构的维修和保养。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种厌氧反应系统，其特征在于，包括壳体、设置在所述壳体内的厌氧反应腔体和与所述厌氧反应腔体连通的沉淀分离腔体；

所述壳体连接有通入所述污泥床反应区的进水管；

所述气液分离区与所述负压空间通过所述喷淋结构连通。

2.根据权利要求1所述的厌氧反应系统，其特征在于，所述负压空间设置有填料结构，所述填料结构位于所述第一沉淀分离区液面和所述喷淋结构之间。

3.根据权利要求1或2所述的厌氧反应系统，其特征在于，所述气液分离区与所述喷淋结构通过排水结构连通，所述排水结构连接有排水截气单元。

4.根据权利要求3所述的厌氧反应系统，其特征在于，所述沉淀分离腔体底部通过污泥管道连通污泥循环池，所述污泥循环池与所述污泥床反应区连通。

5.根据权利要求4所述的厌氧反应系统，其特征在于，所述负压空间与真空泵连通。

6.根据权利要求4所述的厌氧反应系统，其特征在于，所述污泥管道与射流真空器连通，所述射流真空器的负压端与所述负压空间连接。

7.根据权利要求4至6任一项所述的厌氧反应系统，其特征在于，所述沉淀分离腔体设置在所述厌氧反应腔体内，且设置在所述污泥床反应区上方。

8.根据权利要求7所述的厌氧反应系统，其特征在于，所述第一沉淀分离区上部呈环形分布在所述第二沉淀分离区上部的外侧或所述第一沉淀分离区上部与第二沉淀分离区上部并列设置。

9.根据权利要求7所述的厌氧反应系统，其特征在于，所述沉淀分离腔体位于所述厌氧反应腔体外侧。

10.根据权利要求8或9所述的厌氧反应系统，其特征在于，所述负压空间连接有负压保护器，所述气液分离区液面与所述壳体之间设置有密封的沼气室。