CN201777930U

CN201777930U - 一种安奇反应器

Info

Publication number: CN201777930U
Application number: CN2010202892157U
Authority: CN
Inventors: 郑平; 丁爽; 张吉强
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2010-08-10
Filing date: 2010-08-10
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2020-08-10

Abstract

本实用新型公开了一种安奇反应器，反应器主体从下到上包括布水区、主反应区、辅反应区、三相分离区和沉淀区。主反应区由三管隔板分隔为第一反应室和第二反应室，两个反应室通过各自的气搅控制管控制自动进行气体搅拌。辅反应区位于主反应区上面，进一步降解主反应区上逸气体携带的基质。本实用新型的优点是：1)通过三管隔板和沉淀区，可有效截留污泥，维稳反应器内的微生物生态；2)通过主反应区和辅反应区串联，可限制基质返混，提高处理效率；3)通过主反应区中两个反应室各自气体搅拌，可强化传质效果，减少反应器死区；4)通过主反应区高度与辅反应区高度的匹配，可补充处理主反应区短流携带的基质，遏制短流所致的负面作用。

Description

一种安奇反应器

技术领域

本实用新型涉及反应器，尤其涉及一种安奇反应器。

背景技术

2000年实施“一控双达标”后，我国有机污染得到有效遏制，氮磷污染上升为主要环境问题(据中国环境状况公报，2009年氨氮排放量达122.6万吨)。氮磷污染所致的湖泊“水华”及近海“赤潮”频频发生，已危及农业、渔业、旅游业等诸多行业，并对饮水卫生和食品安全构成严重威胁。氮素污染的防治迫在眉睫，刻不容缓。

常规脱氮技术由于效能低、成本高，与可持续和低碳经济的发展方向相悖。近年来，随着生物脱氮理论和技术的突破，新型脱氮工艺(如短程硝化-反硝化、厌氧氨氧化法)得以脱颖而出。厌氧氨氧化法因具有容积氮去除速率高、供氧能耗省、不需要外加碳源等优点而备受关注。然而，厌氧氨氧化菌细胞产率低、倍增时间长、对环境条件敏感，厌氧氨氧化反应器启动时间长、稳定性差，限制了进一步的推广应用。因此，开发高效厌氧氨氧化反应器具有重大的现实意义。

菌种是厌氧氨氧化反应器的根本。因此厌氧氨氧化反应器设计的主导思想是：通过改变反应器的结构、操作方式和操作条件等为微生物提供适宜的空间、营养和环境，使反应器内持留数量多、活性高的菌种，进而使反应器高效稳定。

现有的厌氧氨氧化反应器大多由厌氧反应器演变而来，主要以升流式厌氧污泥床(UASB)反应器、膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器为基础。此类厌氧氨氧化反应器存在以下问题：①污泥流失现象严重，菌种持留能力不佳；②物料返混严重，反应效能受限；③死区面积较大，沟流短流频发；④以泵进行污泥回流，不仅增加设备费用和动力消耗，而且破坏污泥结构；⑤污泥在反应器内频繁上下交流，承受大幅静压变化，生物细胞易于破裂。

针对现今厌氧氨氧化反应器的上述缺陷，本实用新型进行了以下改进：1)通过三管隔板和沉淀区，可有效截留污泥，维稳反应器内的微生物生态；2)通过主反应区和辅反应区串联，可限制基质返混，提高处理效率；3)通过主反应区中两个反应室各自气体搅拌，可强化传质效果，减少反应器死区；4)通过主反应区高度与辅反应区高度的匹配，可补充处理主反应区短流携带的基质，遏制短流所致的负面作用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种新型生物脱氮装置——安奇反应器。

安奇反应器主体从下到上包括布水区、主反应区、辅反应区、沉淀区和三相分离区，主反应区分隔为第一反应室和第二反应室；布水区底部设有排泥管和阀门，布水区侧壁设有回流进水管、进水管和取样口；第一反应室上端部设有法兰，第一反应室上部设有三管隔板，第一反应室上部侧壁设有取样口、气搅控制管，第一反应室中部侧壁设有取样口，第二反应室上端部设有法兰，第二反应室上部设有三管隔板，第二反应室上部侧壁设有气搅控制管，第二反应室上、中、下部侧壁设有取样口；辅反应区下端设有三相分离器，辅反应区下部设有溢流口，辅反应区上部设有回流出水管，辅反应区上端与三相分离区相连，三相分离区中部设有导气管，三相分离区上端设有排气管，沉淀区由辅反应区外围环腔构成，沉淀区设有沉淀室，沉淀区上部设有出水管，沉淀区下部设有排泥管。

所述的第一反应室、第二反应室和辅反应区的直径相同，三者高度之比为1∶1∶1，三者直径与总高度之比为1∶6～8。所述的三管隔板由3根导管和挡板组成，导管内管径均为2cm，导管中心间距为4cm，两导管夹角为120°，导管长度10cm，由挡板和导管构成气室；在气室内设置气搅控制管，气搅控制管内径为1cm，气搅控制管管口与挡板间距1cm，气搅控制管与反应器壁间成90°弯曲，气搅控制管弯管中心与三管隔板导管下端间距5cm。所述的溢流口为4个，溢流口长为4cm，宽为2.5cm。所述的一种安奇反应器，其特征在于所述的沉淀区的环形截面积与辅反应区的圆截面积相同。

本实用新型与现有技术相比具有的有益效果：

1)通过三管隔板和沉淀区，可有效截留污泥，维稳反应器内的微生物生态；

2)通过主反应区和辅反应区串联，可限制基质返混，提高处理效率；

3)通过主反应区中两个反应室各自气体搅拌，可强化传质效果，减少反应器死区；

4)通过主反应区高度与辅反应区高度的匹配，可补充处理主反应区短流携带的基质，遏制短流所致的负面作用。

附图说明

图1是安奇反应器的结构示意图；

图2是本实用新型的三管隔板结构示意图；

图3是本实用新型的溢流口示意图；

图中：排泥管1、阀门2、回流进水管3、气搅控制管4、法兰5、取样口6、三管隔板7、三相分离器8、溢流口9、回流出水管10、出水管11、导气管12、排气管13、沉淀室14、排泥管15、进水管16。

具体实施方式

如图所示，安奇反应器主体从下到上包括布水区A、主反应区、辅反应区D、沉淀区E和三相分离区F，主反应区分隔为第一反应室B)和第二反应室C；布水区A底部设有排泥管1和阀门2，布水区A侧壁设有回流进水管3、进水管16和取样口6；第一反应室B上端部设有法兰5，第一反应室B上部设有三管隔板7，第一反应室B上部侧壁设有取样口6、气搅控制管4，第一反应室B中部侧壁设有取样口6，第二反应室C上端部设有法兰5，第二反应室C上部设有三管隔板7，第二反应室C上部侧壁设有气搅控制管4，第二反应室C上、中、下部侧壁设有取样口6；辅反应区D下端设有三相分离器8，辅反应区D下部设有溢流口9，辅反应区D上部设有回流出水管10，辅反应区D上端与三相分离区F)相连，三相分离区F中部设有导气管12，三相分离区F上端设有排气管13，沉淀区E由辅反应区D外围环腔构成，沉淀区E设有沉淀室14，沉淀区E上部设有出水管11，沉淀区E下部设有排泥管15。

所述的第一反应室B、第二反应室C和辅反应区D的直径相同，三者高度之比为1∶1∶1，三者直径与总高度之比为1∶6～8。所述的三管隔板7由3根导管和挡板组成，导管内管径均为2cm，导管中心间距为4cm，两导管夹角为120°，导管长度10cm，由挡板和导管构成气室；在气室内设置气搅控制管4，气搅控制管内径为1cm，气搅控制管4管口与挡板间距1cm，气搅控制管4与反应器壁间成90°弯曲，气搅控制管4弯管中心与三管隔板7导管下端间距5cm。所述的溢流口9为4个，溢流口(9)长为4cm，宽为2.5cm。所述的沉淀区E的环形截面积与辅反应区D的圆截面积相同。

本实用新型的工作过程如下：

安奇反应器可用有机玻璃和钢板构建，从下到上依次包括五个功能区，分别为布水区、主反应区、辅反应区、沉淀区和三相分离区。废水经底部进水管进入布水区；布水完成后发酵液进入主反应区的第一段(第一反应区)，污泥和发酵液充分接触，并对其中的污染物进行分解和转化，产生气体(N₂)。由于三管隔板的阻挡作用，气体在第一反应室内累积并被收集于气室内，发酵液由三管隔板的导管上升进入第二反应室，大部分污泥截留在第一反应室。气体气搅控制管控制气室中的气体收集量，当气压超过气搅控制管内静水压时，气体上升并最终由顶端的排气管排出，发酵液由第二反应室回补而产生强烈的自搅作用，此过程不仅强化了传质过程、降低了动力消耗，而且有利于形成粒径适中的颗粒污泥。发酵液在第二反应室的反应过程和第一反应室基本相同。通过主反应区的作用，可有效截留污泥，强化传质效果，减少死区面积。发酵液由第二反应室进入辅反应区继续进行污染物的降解，通过主反应区与辅反应区的匹配，有效限制了基质返混，提高处理效率，同时限制了短流现象的发生。气体由排气管排出，反应出水由出水口排出，污泥则进入沉淀区沉淀返回主反应区。气、液、固三相通过三相分离器的作用最终得到有效分离。

Claims

1.一种安奇反应器，其特征在于反应器主体从下到上包括布水区(A)、主反应区、辅反应区(D)、沉淀区(E)和三相分离区(F)，主反应区分隔为第一反应室(B)和第二反应室(C)；布水区(A)底部设有排泥管(1)和阀门(2)，布水区(A)侧壁设有回流进水管(3)、进水管(16)和取样口(6)；第一反应室(B)上端部设有法兰(5)，第一反应室(B)上部设有三管隔板(7)，第一反应室(B)上部侧壁设有取样口(6)、气搅控制管(4)，第一反应室(B)中部侧壁设有取样口(，6)，第二反应室(C)上端部设有法兰(5)，第二反应室(C)上部设有三管隔板(7)，第二反应室(C)上部侧壁设有气搅控制管(4)，第二反应室(C)上、中、下部侧壁设有取样口(6)；辅反应区(D)下端设有三相分离器(8)，辅反应区(D)下部设有溢流口(9)，辅反应区(D)上部设有回流出水管(10)，辅反应区(D)上端与三相分离区(F)相连，三相分离区(F)中部设有导气管(12)，三相分离区(F)上端设有排气管(13)，沉淀区(E)由辅反应区(D)外围环腔构成，沉淀区(E)设有沉淀室(14)，沉淀区(E)上部设有出水管(11)，沉淀区(E)下部设有排泥管(15)。

2.根据权利要求1所述的一种安奇反应器，其特征在于所述的第一反应室(B)、第二反应室(C)和辅反应区(D)的直径相同，三者高度之比为1∶1∶1，三者直径与总高度之比为1∶6～8。

3.根据权利要求1所述的一种安奇反应器，其特征在于所述的三管隔板(7)由3根导管和挡板组成，导管内径均为2cm，导管中心间距为4cm，两导管夹角为120°，导管长度10cm，由挡板和导管构成气室；在气室内设置气搅控制管(4)，气搅控制管内径为1cm，气搅控制管(4)管口与挡板间距1cm，气搅控制管(4)与反应器壁间成90°弯曲，气搅控制管(4)弯管中心与三管隔板(7)导管下端间距5cm。

4.根据权利要求1所述的一种安奇反应器，其特征在于所述的溢流口(9)为4个，溢流口(9)长为4cm，宽为2.5cm。

5.根据权利要求1所述的一种安奇反应器，其特征在于所述的沉淀区(E)的环形截面积与辅反应区(D)的圆截面积相同。