CN201400622Y - 多点回流式ic厌氧生物处理反应器 - Google Patents

多点回流式ic厌氧生物处理反应器 Download PDF

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马邕文
王艳
宋倩
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Abstract

本实用新型公开了一种多点回流式IC厌氧反应器，本反应器包括反应器主体、进水口、出水口及设置在反应器顶部的气液分离器，反应器主体有一级反应区、二级反应区和三相分离器，三相分离器中设有集气室，本反应器将集气室设计成环状位于反应器内壁处，反应器内部六根上升管和3根下降管均匀分布，另在反应区底部加布水系统，克服了传统单管内循环厌氧反应器在处理中低浓度废水时气液循环量小、泥水混合不均匀、容易产生死角等缺点。改进型反应器使得进水均匀分布，泥水传质加强，由此，反应器的处理效率得到提高，COD去除率在80～95％范围内变化。

Description

多点回流式IC厌氧生物处理反应器
技术领域
本实用新型涉及环保技术领域，具体涉及一种多点回流式IC厌氧处理设备。
背景技术
根据代谢过程微生物对氧的需求情况，废水生物处理技术分为好氧和厌氧技术。废水的厌氧处理是非常经济的技术，在废水处理成本上比好氧处理要便宜的多，特别是对中等以上浓度(COD＞1500mg/L)的废水。目前，常用的厌氧废水处理设备有厌氧滤器(AF)、厌氧流化床反应器(AFBR)、上流式厌氧污泥床(UASB)等。内循环厌氧反应器是继UASB、EGSB之后的一种新型高效厌氧反应器，是第三代厌氧反应器的代表之一。它由一级反应区和二级反应区叠加而成，每个厌氧反应区顶部设一个三相分离器，两个反应区串联增强了反应器的稳定性。废水由反应器底部的进水管进入一级反应区，大部分有机物在此降解后再进入二级反应区(精处理区)，废水经两级处理后通过沉淀区沉淀后由排水管排除。每个三相分离器的集气室顶部设有沼气升流管直通IC反应器顶部的气液分离器，气液分离器的底部设三根回流管直通至反应器的底部。沼气将两反应区的部分流体提升到气液分离器，沼气逸出，流体因重力作用经下降管流回反应器底部，由此形成内循环。污泥与有机物的传质过程主要依赖于进水与产气的搅动，利用沼气膨胀做功的内循环在无须外加能源的条件下加强有机物和颗粒污泥间的传质，提高了反应器抗冲击负荷能力和运行的可靠性。当COD负荷增高时，沼气产气量增加，内循环的的气体作用增大，从而稀释进水COD负荷；COD负荷低时，产气量小，则形成较低的内循环。
上述反应器虽然强化了传质过程，但是在处理中低浓度的废水时，可处理的容积负荷较小，气液循环量小，内循环不明显，不仅减低了反应器的处理效率，且会出现死角。若仅靠缩短水力停留时间来提高容积负荷，则会使反应区的液相上升速度过高，污泥易随出水流失，造成反应器的不稳定。研究结果表明，泥水混合物的循环量不仅与沼气的产量有关，而且与循环管的设置有关。传统的上升管设为单管，反应器中产生的沼气不能及时从三相分离器的集气室中排除，上升到气液分离器，传统的单管下降管也不能使进入气液分离器的泥水及时的返回到第一反应区，因而导致气液循环不充分、泥水混合不均匀、容易产生死角等问题。
实用新型内容
本实用新型目的在于克服现有技术的缺点，提出一种多点回流式IC反应器，使该反应器既能保留传统IC反应器效率高、占地少的优点，同时在处理中低浓度废水时解决单管循环气液循环量小、泥水混合不均匀、容易产生死角等问题。
本实用新型目的是通过如下技术方案实现的：
一种多点回流式IC厌氧反应器，包括反应器主体、进水管1、出水管11和气液分离器6及排气管10；反应器主体设有布水系统2，一级反应区3、二级反应区4、上下两个三相分离器5及沉淀区12；其特征在于，三相分离器5为内外套筒，内筒为固液气分离区，内筒外壁与反应器内壁之间为集气室9，每个集气室9通过3根上升管8与气液分离器6相连，气液分离器6通过3根下降管7连接到一级反应区3的底部。
三相分离器5内筒外壁与反应器内壁间距离d与反应器内径r的比为3/20～3/10。
上升管8与下降管7的直径比为2/3～3/4，下降管7共有3根，下降管7呈120°分布，每2根下降管7之间分布有2根上升管8，上升管8共有6根，上升管8之间的角度均为40°。
本实用新型是为解决传统单管内循环厌氧反应器在处理中低浓度废水时气液循环量小、泥水混合不均匀、容易产生死角等问题而提出的。改进型反应器集气室设计成环状位于反应器器壁处，有利于圆柱型反应器的气体收集，避免气体由出水口逸出；三根上升管和下降管均匀分布不仅增大了气液循环，并使气液循环均匀进行，泥水的混合和污泥与有机物之间的传质加强，减少死角的产生；反应器底部的布水系统使得进水均匀分布，有利于反应进行。由此，反应器的处理效率得到提高，COD去除率在80～95％左右。
附图说明
图1为多点回流式内循环厌氧反应器的结构示意图；
图2为三相分离器的结构示意图；
图3为多点回流式内循环厌氧反应器的横截面图
图中：1-进水管；2-布水系统；3-一级反应区；4-二级反应区；5-三相分离器；6-气液分离器；7-下降管；8-上升管；9-集气室；10-排气管；11-出水管；12-沉淀区；13-污泥排放口。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型多点回流式内循环厌氧反应器的具体运行方式和效果作详细描述。
实施例1
一种多点回流式IC厌氧反应器，包括反应器主体、进水管1、出水管11和气液分离器6及排气管10；反应器主体设有布水系统2，一级反应区3、二级反应区4、上下两个三相分离器5及沉淀区12；其特征在于，三相分离器5为内外套筒，内筒为固液气分离区，内筒外壁与反应器内壁之间为集气室9，每个集气室9通过3根上升管8与气液分离器6相连，气液分离器6通过3根下降管7连接到一级反应区3的底部。
三相分离器5内筒外壁与反应器内壁间距离d与反应器内径r的比为3/20～3/10。
上升管8与下降管7的直径比为2/3～3/4，下降管7共有3根，下降管7呈120°分布，每2根下降管7之间分布有2根上升管8，上升管8共有6根，上升管8之间的角度均为40°。
本实用新型的工作流程如下：废水由反应器底部的进水管1进入布水系统2，布水系统2中的废水均匀的上流进一级反应区3进行厌氧消化，泥水在内循环作用下充分混合，部分污染物在一级反应区3得到降解，产生大量生物气。接着，在水流和气流的推动下，污泥和废水混合液进入二级反应区4，废水中的污染物在二级反应区4进一步降解，并产生生物气。废水在一级反应区3和二级反应区4降解后各自进入反应区上部的三相分离器5，在此实现固、液、气的分离。在三相分离器5实现分离后，经二级反应区4处理的液体经沉淀区12沉降后从出水管11排出；生物气进入环形集气室9中，由分布均匀的三根上升管进入气液分离器6，生物气上升时携带部分废水极少量污泥进入气液分离器6中。生物气进入气液分离器6实现气液分离后由排气管10逸出，同时，废水及污泥由分布均匀的三根下降管7回到反应器底部，形成内循环。
该反应器克服了传统单管内循环厌氧反应器在处理中低浓度废水时气液循环量小、泥水混合不均匀、容易产生死角等缺点，将集气室设计成环状位于反应器外壁处，并采用多点回流的方式，提高了反应器处理中低浓度废水的效率。本实用新型反应器适用于各种浓度的废水，可广泛应用于各种规模的废水处理工程中。
为了对比本实用新型多点回流式内循环厌氧反应器对降解有机物较传统处理工艺有很好的去除效果，进行一系列试验。
自行加工尺寸相同的传统IC厌氧反应器和本实用新型多点回流式内循环厌氧反应器各一个，其尺寸如下：
反应器内径D＝200mm  高H＝1272mm  有效容积V＝25.12L
下降管管径D1＝20mm，上升管管径D2＝15mm
三相分离器内筒外壁与反应器内壁间距离d＝30mm
先用人工配水启动反应器，两个反应器的接种污泥都取自于城市污水处理厂的厌氧消化污泥，加入量均为7L，是反应器有效容积的1/3。与传统的IC厌氧反应器在25天内形成颗粒污泥，70天反应器启动完毕相比，多点回流式内循环厌氧反应器在20天就形成了颗粒污泥，55天后就启动完成。
分别用多点回流式内循环厌氧反应器和传统单管内循环厌氧反应器对某造纸厂废水在相同环境条件下培养驯化污泥，在相同的水力停留时间和进水污染物浓度等运行工艺条件下进行对比处理研究。
废水进水COD为3000mg/L左右，pH为7～7.5，废水经传统内循环厌氧反应器和本反应器处理效果随水力停留时间变化见表1传统内循环厌氧反应器出水水质和表2多点回流式内循环厌氧反应器出水水质。
从上述实施例可以看出：与传统的IC反应器相比，采用本实用新型反应器处理废水时不仅COD去除率高，而且启动时间短，污泥颗粒化程度高，反应器运行稳定。
表1
  HRT   COD进   COD出  COD去除率   pH进   pH出   日产气量
  10   2945   229   92.2   7.48   6.95   25.4
  8   2754   418   84.8   7.45   6.82   27.8
  6   2983   546   81.7   7.15   6.62   28.6
  5   2887   646   77.6   7.16   6.41   30.5
  4   2947   1002   66.0   7.22   6.32   28.4
表2
  HRT   COD进   COD出  COD去除率   pH进   pH出   日产气量
  10   3027   195   93.5   7.42   6.93   26.2
  8   2861   405   85.8   7.35   6.88   29.4
  6   2994   478   84.0   7.28   6.72   31.7
  5   2883   510   82.3   7.38   6.66   32.9
  4   2917   696   76.1   7.35   6.51   30.8

Claims (3)

1.一种多点回流式IC厌氧反应器，包括反应器主体、进水管(1)、出水管(11)、气液分离器(6)及排气管(10)；反应器主体设有布水系统(2)，一级反应区(3)、二级反应区(4)、上下两个三相分离器(5)及沉淀区(12)；其特征在于，三相分离器(5)为内外套筒，内筒为固液气分离区，内筒外壁与反应器内壁之间为集气室(9)，每个集气室(9)通过3根上升管(8)与气液分离器(6)相连，气液分离器(6)通过3根下降管(7)连接到一级反应区(3)的底部。
2.根据权利要求1所述的一种多点回流式IC厌氧反应器，其特征在于，三相分离器(5)内筒外壁与反应器内壁间距离d与反应器内径r的比为3/20～3/10。
3.根据权利要求1所述的一种多点回流式IC厌氧反应器，其特征在于上升管(8)与下降管(7)的直径比为2/3～3/4，下降管(7)共有3根，下降管(7)呈120°分布，每2根下降管(7)之间分布有2根上升管(8)，上升管(8)共有6根，上升管(8)之间的角度均为40°。
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Denomination of utility model: Multi-point backflow type IC anaerobe processing reactor

Granted publication date: 20100210

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Record date: 20110808

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Granted publication date: 20100210

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