CN116986719A - 一种复合厌氧流化床 - Google Patents
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- C02F3/28—Anaerobic digestion processes
- C02F3/2846—Anaerobic digestion processes using upflow anaerobic sludge blanket [UASB] reactors
Abstract
本发明公开了一种复合厌氧流化床，包括有流化床罐体，进水与回流循环系统，沼气收集室，三相分离装置及悬浮填料；所述流化床罐体内底部为颗粒污泥反应区，所述流化床罐体的中部为流化升流区和流化降流区；所述沼气收集室、三相分离装置均设于所述流化床罐体内，所述流化床罐体内还设置有负压脱气系统，泥水分离筒和作用于所述流化升流区的流化搅拌装置。该流化床可使废水混合液混合充分“无死角”，泥水脱气充分无“跑泥”，同时泥水分离筒中污泥增浓区提供了高浓度回流污泥以维持反应器内高污泥浓度，从而提高厌氧反应器效率。
Description
技术领域
本发明涉及废水生化处理技术领域，具体涉及升流式厌氧生物流化床。
背景技术
目前升流式厌氧反应器(简称UASB)为废水处理工程中应用最多的厌氧反应器，该反应器在工作时，其原水自反应器底部进入，顶部出水；原水在床内由低往高的升流过程中与混合液中厌氧微生物进行厌氧生化反应(水解发酵-产氢产乙酸-产甲烷)，将原水中的有机物降解为甲烷气；然后在床的上部通过三相分离器将混合液进行泥水气三相分离；实现对废水中有机物的去除。但该升流式厌氧反应器在实际应用中通常表现出以下不足：
1、在反应器内混合液由低往高的升流中由于重力浓缩的作用，混合液密度差异大，而混合液上升流速较低时常造成上升流在高密度区的短路，出现断流等“死区”现象，降低反应区的使用效率。
2、该厌氧反应器用的三相分离器，只能在合适的设计水量和较好产气状态下才有较好的“气液固”三相分离效果。但在来水量不足或产气效果差的状态下，三相分离效果差，时常出现脱气不佳而造成跑泥等异常，严重影响反应器的处理效果。
3、厌氧反应器出水仅通过三相分离器进行泥水气的分离，对出水混合液的污泥无增浓功能，加之厌氧反应产泥少，导致反应器内的污泥浓度提高困难，反应器很难维持较高的生物浓度。
发明内容
针对以上问题，本发明提供的技术方案如下：
一种复合厌氧流化床，包括有流化床罐体，进水与回流循环系统，和沼气收集室，三相分离装置及悬浮填料；所述流化床罐体内底部为颗粒污泥反应区，所述流化床罐体的中部为流化升流区和流化降流区；所述沼气收集室、三相分离装置均设于所述流化床罐体内，所述流化床罐体内还包括负压脱气系统，泥水分离筒和作用于所述流化升流区的流化搅拌装置。
优选地，所述流化床罐体内还包括有厌氧出水区，所述厌氧出水区位于流化床罐体的上部，所述三相分离装置，负压脱气系统，泥水分离筒均位于厌氧出水区内。
优选地，所述进水回流循环系统包括进水管线，回流管线，潜水循环泵，加热器，加热水输送管线，进水回流水布水管。
优选地，所述进水回流水布水管为同一圆环形。
优选地，所述泥水分离筒包括回流与沉淀进水区，沉淀出水区，和污泥增浓区。
优选地，所述泥水分离筒还包括沉淀出水管，沉淀排泥管。
优选地，所述负压脱气系统包括负压筒，吸气泵，出水筒。
优选地，所述三相分离装置包括挡水阻气外筒，挡水阻气内筒，导气排泥锥台，导气管，厌氧出水环形收集管和厌氧出水输送管。
优选地，所述流化搅拌装置包括搅拌电机，搅拌轴和搅拌桨叶。
优选地，所述流化床罐罐体为圆柱形或正方形。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
本发明在保留升流式厌氧反应器结构紧凑、占地面积小等优点的基础上，设计出一种复合厌氧流化床，该流化床的使用可促使废水反应混合液在升流区和降流区间循环流化流动，使混合液混合充分“无死角”，同时避免了混合液在缓慢升流时因混合液密度差异大而出现的反应混合液“断流、死区”的现象，极大地提高了反应器效率。同时在生化反应器内投入一定比例的悬浮填料，增加了生化反应区微生物种类进一步提高了反应器的处理效率。
而负压脱气系统的二次负压脱气，达到了泥水脱气充分无“跑泥”的现象；同时，泥水分离模块增设的污泥浓缩区通过污泥重力浓缩实现生物增浓来维持生化反应器内高污泥浓度状态，使该新型流化床具备的生物增浓功能，实现了污泥浓缩与泥水分离、提高厌氧流化床的效率，较传统UASB大幅度减少厌氧“跑泥”。
附图说明
图1为本发明实施例中复合厌氧流化床的组成及运行原理图；
图2为图1中三相分离装置、负压脱气系统和泥水分离筒的放大图；
图3为本发明中的平面布置图。
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和2所示，本实施例中的复合厌氧流化床包括：流化床罐体1，进水与回流循环加热系统2、三相分离装置3、负压脱气系统4、泥水分离筒5、流化搅拌装置6和悬浮填料7等七部分组成，其中悬浮填料7分布在流化床罐1的中下部，其余各部分依功能构成分别安装于流化床罐体1的下中上和顶部区域。
进一步地，所述进水与回流循环加热系统2，包括有部分位于流化床罐体1内的进水管线201和回流管线203，以及完全位于流化床罐体1内的潜水循环泵202，加热器204，加热水输送管线205，进水回流水布水管206；所述泥水分离筒5从下至上依次设有污泥增浓区505，沉淀出水区504和回流与沉淀进水区503，所述污泥增浓区505位于三相分离装置3和负压脱气系统4的下方，同时泥水分离筒5还包括沉淀出水管501和沉淀排泥管502。
在流化床罐1内从下至上依次包括：底部的进水与回流布水区和颗粒污泥反应区101，中部的为流化升流区102和流化降流区103，及上部厌氧反应区，所述厌氧反应区包括厌氧出水区104。所述流化升流区102和流化降流区103将流化床罐1的中部分为两个区域，所述搅拌装置6主要做用于流化升流区102。所述三相分离装置3，负压脱气系统4，泥水分离筒5均位于流化床罐体1的上部厌氧反应区。
在废水反应混合液在流化床罐体1底部布水区到上部出水区的过程中，流化搅拌装置6可促使废水反应混合液在升流区和降流区间循环流化流动，该设计既加强了混合液中气水固三相的充分接触，加快厌氧反应速率，又避免了混合液在缓慢升流时因混合液密度差异大而出现的反应混合液“断流、死区”的现象，极大地提高了反应器效率。
该流化床运行时，废水进水回流水通过所述进水回流水布水管206自流化床罐体1的底部流入，在流化搅拌装置6的作用下，进水和回流水流化流动到所述厌氧出水区104，然后在三相分离装置3的作用下进入泥水分离筒5。在此厌氧反应中产生的沼气升入顶部的沼气集气室105，泥水进入回流与沉淀进水区503，回流水则进入下一轮的布水循环。泥水在回流与沉淀进水区503沉淀后的液体由沉淀出水管501排出流化床罐体1；进入下一轮循环的回流水在潜水循环泵202加压和加热器增温后送至底部的进水回流水布水管206；出水混合液经负压脱气系统4后，剩下的混合液经出水筒403进入污泥增浓区505，其中的污泥经污泥增浓区505的浓缩增浓后在重力作用下经排泥管502排回厌氧反应区，而处理后的清水自沉淀出水区顶部的沉淀出水管501流出流化床罐体。
通过以上设计，厌氧反应出水在三相分离器一次脱气基础上，又进行二次负压脱气，其脱气效率较传统反应器提高数倍，杜绝了厌氧反应器因“泥包气”造成的跑泥现象；同时，泥水分离筒增设的污泥浓缩区保证了出水混合液中的回流污泥浓度远大于厌氧反应器内的污泥浓度，从而使该新型反应器具备生物增浓功能。
实施例2：
该实施例与实施例1的区别仅在于，所述负压脱气系统4包括负压筒402，吸气泵403，出水筒403。具体地，负压脱气系统4、三相分离装置3均与泥水分离筒5中的污泥增浓区相连。
在设备运行时，出水混合液在经过负压脱气系统4之后再进入污泥增浓区505，具体地，出水混合液先进入负压脱气系统4的负压筒401，再经过吸气泵402的负压脱气之后，剩下的混合液经出水筒403进入污泥增浓区505。
实施例3：
该实施例与实施例1或2的区别仅在于，所述三相分离装置3包括挡水阻气外筒301，挡水阻气内筒302，导气排泥锥台303，导气管304，厌氧出水环形收集管305和厌氧出水输送管306。通过以上设计，从而达到气液固三相高效分离的目的。
实施例4：
该实施例与实施例1-3任一项的区别在于，所述流化搅拌装置6为一种螺旋搅拌装置，具体地，其包括有搅拌电机601、搅拌轴602和搅拌桨叶603。所述搅拌轴602从流化床罐1的顶部延伸至流化升流区102，所述搅拌桨叶603位于流化升流区102中起到搅拌作用。所述流化床罐体1为圆柱形，所述进水回流水布水管201在流化床罐体1底部呈环形设置；且所述出水筒403的出口完全置于污泥增浓区505内。
需要说明的是，上述实施例1至4中的技术特征可进行任意组合，且组合而成的技术方案均属于本申请的保护范围。且在本文中，诸如术语“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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种复合厌氧流化床，包括有流化床罐体(1)，进水回流循环系统(2)，沼气收集室(105)，三相分离装置(3)及悬浮填料(7)；所述流化床罐体(1)内底部为颗粒污泥反应区(101)，所述流化床罐体(1)的中部为流化升流区(102)和流化降流区(103)；所述沼气收集室(105)、三相分离装置(3)均设于所述流化床罐体(1)内，其特征在于，所述流化床罐体(1)内还包括负压脱气系统(4)，泥水分离筒(5)和作用于所述流化升流区(102)的流化搅拌装置(6)。
2.如权利要求1所述的复合厌氧流化床，其特征在于，所述流化床罐体(1)内还包括有厌氧出水区(104)，所述厌氧出水区(104)位于所述流化床罐体(1)的上部，所述三相分离装置(3)、负压脱气系统(4)、泥水分离筒(5)均位于所述厌氧出水区(104)内。
3.如权利要求1所述的复合厌氧流化床，其特征在于，所述进水回流循环系统(2)包括进水管线(201)，回流管线(203)，潜水循环泵(202)，加热器(204)，加热水输送管线(205)，进水回流水布水管(206)，所述进水回流水布水管(206)位于所述颗粒污泥反应区(101)。
4.如权利要求3所述的复合厌氧流化床，其特征在于，所述进水回流水布水管(206)为同一圆环形。
5.如权利要求1所述的复合厌氧流化床，其特征在于，所述泥水分离筒(5)包括回流与沉淀进水区(503)，沉淀出水区(504)和污泥增浓区(505)。
6.如权利要求5所述的复合厌氧流化床，其特征在于，所述泥水分离筒(5)还包括沉淀出水管(501)和沉淀排泥管(502)，且所述污泥增浓区(505)位于所述三相分离装置(3)的下方。
7.如权利要求1-6所述的复合厌氧流化床，其特征在于，所述负压脱气系统包括负压筒(402)，吸气泵(403)和出水筒(403)。
8.如权利要求1-6所述的复合厌氧流化床，其特征在于，所述三相分离装置(3)包括挡水阻气外筒(301)，挡水阻气内筒(302)，导气排泥锥台(303)，导气管(304)，厌氧出水环形收集管(305)和厌氧出水输送管(306)。
9.如权利要求1-6所述的复合厌氧流化床，其特征在于，所述流化搅拌装置(6)包括搅拌电机(601)，搅拌轴(602)和搅拌桨叶(603)。
10.如权利要求1-6所述的复合厌氧流化床，其特征在于，所述流化床罐罐体(1)为圆柱形或正方形。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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