CN202594857U - 一种处理高固体含量废水的厌氧反应装置 - Google Patents

一种处理高固体含量废水的厌氧反应装置 Download PDF

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靳国良
田艺伟
丁雪梅
桑力维
张有
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Abstract

本实用新型涉及一种处理高固体含量废水的厌氧反应装置,该装置由调节池,厌氧反应器、沼气收集系统、PLC控制系统和真空脱气器通过管道、阀门和泵等连接组成。调节池的调节池出水口通过管道与厌氧反应器的厌氧进水口相连;沼气收集系统的气水分离罐通过沼气导管穿过厌氧反应器的顶盖和厌氧反应器相连;厌氧温控仪装在厌氧反应器的顶盖上;厌氧搅拌器安装在厌氧反应器顶盖的中心位置上;真空脱气器进水口通过管道和焊接于厌氧反应器底部的厌氧出水口相连。

Description

一种处理高固体含量废水的厌氧反应装置
技术领域
本实用新型涉及一种废水处理装置,特别涉及一种单独或联合处理人畜粪便、有机生活垃圾、垃圾渗沥液和餐厨垃圾等固体含量较高的有机废水的厌氧反应装置。 
背景技术
由于厌氧生物处理技术在废水和有机生活垃圾处理过程中,不仅消耗动力少,污泥产生量小,而且能够将有机物发酵生成能源—沼气,所以近二十多年来,厌氧技术迅速发展。厌氧处理所用的反应装置也成为各国环保技术领域的重点研究对象,如第二代的升流式厌氧污泥床(UASB),第三代的厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)、内循环厌氧反应器(IC)和厌氧折流板反应器(ABR)等。但是,这些高效厌氧反应器只适用于固体含量低的废水(固体含量低于1000mg/L),沼气产量也较低,通常每立方米废水只能产生2立方米的沼气。所以,对于人畜粪便、有机生活垃圾、垃圾渗沥液和餐厨垃圾等固体含量较高(固体含量为6—12mg/L)的有机废水的处理大多仍然采用传统的全混合式厌氧反应器(CSTR)和农业上的沼气池进行处理。CSTR适用性广,沼气产率高,在国内外一些养殖场等大型沼气工程中,有较多应用实例。但是CSTR存在物料停留时间长,总容积负荷小,反应器占地面积大等缺点。近几年,也有不少处理高浓度废水的厌氧反应器问世,但是,都没有彻底解决厌氧反应器中的关键技术问题。如将UASB中的三相分离器应用到处理固体含量较高的厌氧反应器中,由于受进水影响,出水中固体含量相对也较高,所以附着的沼气不易分离;如采用桨叶搅拌器间歇进行搅拌时,由于固体含量较高,启动时阻力大,桨叶易损坏;如由于固体含量较高,厌氧反应器的液面易产生浮渣层,且随着时间的推移,浮渣层越来越厚,将会严重影响厌氧反应器的处理效果和沼气释放量。 
发明内容
针对背景技术的不足,本实用新型提供了一种既可以处理高固体含量(固体含量为6—12mg/L)的废水,又可以兼顾能源回收的高效厌氧反应装置。 
本实用新型是通过以下技术方案实现的: 
一种处理高固体含量废水的厌氧反应装置,是由调节池,厌氧反应器、沼气收集系统、PLC控制系统和真空脱气器通过管道、阀门和泵等连接组成;调节池包括调节池搅拌器,调节池进水口,调节池出水口,加热盘管固定环和调节池加热盘管;厌氧反应器包括器壁、顶盖、厌氧进水口、厌氧加热盘管、厌氧搅拌器、厌氧出水口、厌氧取样口和浮渣排放槽。沼气收集系统包括沼气导管、脱硫塔、气水分离罐、气压计、真空泵和真空脱气器的沼气导管;PLC控制系统包括调节池搅拌电机,出水泵,电磁流量计,调节池温控仪,厌氧搅拌电机、厌氧温控仪、厌氧出水泵、液位控制仪和电磁阀;真空脱气器包括真空脱气器进水口和真空脱气器出水口;调节池的调节池出水口通过管道与厌氧反应器的厌氧进水口相连;沼气收集系统的气水分离罐通过沼气导管穿过厌氧反应器的顶盖和厌氧反应器相连;厌氧温控仪装在厌氧反应器的顶盖上;厌氧搅拌器安装在厌氧反应器顶盖的中心位置上;真空脱气器进水口通过管道和焊接于厌氧反应器底部的厌氧出水口相连。
更进一步所述,调节池为圆柱体不锈钢结构,调节池内部盘绕有调节池加热盘管,通过调节池温控仪将调节池中的废水温度控制到36—39℃。 
更进一步所述,厌氧反应器为不锈钢结构,但不限于不锈钢结构,也可以是钢筋混凝土结构。厌氧反应器内部盘绕有厌氧加热盘管,通过厌氧温控仪将厌氧反应器中的废水温度控制到33—37℃。 
更进一步所述,厌氧反应器中的厌氧搅拌器由中心轴和螺旋上升叶片组成,通过连续搅拌,使厌氧反应器内气液固混合均匀,不存在浓度梯度,通过较好的传热传质效果,提高反应速率,从而提高产气效果。 
更进一步所述,在厌氧反应器的器壁上,通过法兰和垫圈连接一个浮渣排放槽,浮渣排放槽为圆锥体,定期打开浮渣排放槽底部的阀门,通过提高厌氧反应器的液位将其液面上的浮渣进行排放。 
与现有技术相比,本实用新型具有如下有益效果: 
1、                该实用新型适宜处理人畜粪便、有机生活垃圾、垃圾渗沥液和餐厨垃圾等固体(固体含量为6—12mg/L)含量较高的有机废水;
2、                该实用新型的厌氧反应器中采用中心轴和螺旋上升叶片组成的搅拌器连续进行搅拌,物料更加均匀,沼气释放性能更好,且克服了间歇搅拌需要经常启动,造成搅拌器易损坏的问题;
3、                采用本实用新型产生的沼气对调节池和厌氧反应器中的废水进行加热,节约了能源;
4、                通过浮渣排放槽,定期排出厌氧反应器液面上的浮渣层,使反应器中产生的沼气释放畅通,且能够保证厌氧反应器的有效体积,不会减少物料的停留时间。
附图说明
附图1为本实用新型的厌氧反应装置示意图,附图2为加热系统示意图。 
图中 1、调节池,2、厌氧反应器,3、真空脱气器,1.1、调节池搅拌器,1.2、调节池进水口,1.3、调节池搅拌电机, 1.4、调节池出水口,1.5、出水泵,1.6、电磁流量计,1.7、加热盘管固定环,1.8、调节池加热盘管,1.9、调节池温控仪, 2.1、器壁,2.2、顶盖,2.3、厌氧进水口,2.4、厌氧搅拌电机,2.5、厌氧加热盘管,2.6、厌氧搅拌器,2.7、厌氧出水口,2.8、厌氧取样口,2.9、浮渣排放槽,2.10、厌氧温控仪,2.11、沼气导管,2.12 、脱硫塔,2.13、气水分离罐,2.14、气压计,2.15、厌氧出水泵,3.1、真空脱气器进水口,3.2、液位控制仪,3.3、真空脱气器出水口,3.4、真空泵,3.5、真空脱气器的沼气导管。 
具体实施方式
下面结合附图1、附图2和一实施例对本实用新型进行详细描述。 
参见附图,本实用新型由调节池1、厌氧反应器2、沼气收集系统、PLC控制系统和真空脱气器3通过管道、阀门和泵连接组成。 
调节池1包括调节池搅拌器1.1、调节池进水口1.2,调节池出水口1.4,加热盘管固定环1.7和调节池加热盘管1.8。 
厌氧反应器2包括器壁2.1,顶盖2.2,厌氧进水口2.3,厌氧加热盘管2.5,厌氧搅拌器2.6,厌氧出水口2.7,厌氧取样口2.8,浮渣排放槽2.9。 
沼气收集系统包括沼气导管2.11, 脱硫塔2.12 ,气水分离罐2.13,气压计2.14、真空泵3.4和真空脱气器的沼气导管3.5。 
PLC控制系统包括调节池搅拌电机1.3,出水泵1.5,电磁流量计1.6,调节池温控仪1.9,厌氧搅拌电机2.4、厌氧温控仪2.10、厌氧出水泵2.15、液位控制仪3.2和电磁阀。。 
真空脱气器3包括真空脱气器进水口3.1和真空脱气器出水口3.3。 
调节池1为圆柱体不锈钢结构。调节池1的顶部中心位置安装有调节池搅拌器1.1,调节池搅拌器1.1由桨叶和桨杆组成,依靠调节池搅拌电机1.3提供动力,通过搅拌对进入调节池的废水进行均质。调节池1上部的池壁上焊接有调节池进水口1.2,调节池1另一面的下部的池壁上焊接有调节池出水口1.4,调节池出水口1.4通过管道与厌氧反应器2的厌氧进水口2.3相连,此管道上安装有出水泵1.5和电磁流量计1.6。在PLC的控制下,通过出水泵1.5将调节池中废水从厌氧进水口2.3送入厌氧反应器2中,同时从调节池进水口1.2补进相应量的待处理的高固体含量的废水,废水量通过电磁流量计1.6记录显示。 
调节池1内部盘绕有调节池加热盘管1.8,调节池加热盘管1.8通过加热盘管固定环1.7固定于调节池1内。调节池加热盘管1.8的进口和出口通过管道与锅炉的出水口和回水口相连,通过锅炉内的热水在盘管内的循环来加热调节池1中的废水的温度。锅炉内的热水是应用本系统产生的沼气进行加热的。调节池内安装有与PLC控制系统相连的调节池温控仪1.9,通过PLC控制管道上电磁阀,启闭锅炉的热水循环,将调节池中的废水温度控制在在36—39℃范围内。 
本实施例中的厌氧反应器2为不锈钢结构,但不限于不锈钢结构,也可以是钢筋混凝土结构。厌氧反应器2的器壁2.1和顶盖2.2通过法兰和垫圈密闭连接。厌氧反应器2的器壁2.1由上下两部分组成,上部分是圆柱体,下部分是圆锥体,通过焊接相连。 
厌氧反应器2中距内壁2厘米处盘绕有厌氧加热盘管2.5,厌氧加热盘管2.5通过加热盘管固定环固定于厌氧反应器2中。厌氧加热盘管2.5的进口和出口通过管道与锅炉的出水口和回水口相连,管道上安装有电磁阀。通过盘管内热水的加热作用,保证了厌氧反应器2内的物料温度稳定在33—37℃。 顶盖2.2上安装有与PLC控制系统相连接的厌氧温控仪2.10,自动控制厌氧反应器2内部的温度。 
厌氧反应器2的顶盖2.2的中心位置安装有厌氧搅拌器2.6,厌氧搅拌器2.6由厌氧搅拌电机2.4驱动,厌氧搅拌电机2.4与顶盖2.2的接触处采用油封密闭。厌氧搅拌器2.6由中心轴和螺旋上升叶片组成,螺旋上升叶片焊接在中心轴上。厌氧搅拌器2.6在厌氧反应器2的内部进行缓慢连续搅动,使物料充分混合。 
在器壁2.1的外部设有浮渣排放槽2.9,浮渣排放槽2.9的上部与器壁2.1之间通过法兰和垫圈连接在一起,下部通过三通和管道与真空脱气器进水口3.1相连。本实施例中,定期升高厌氧反应器2的液位,打开浮渣排放槽2.9下部的阀门,排出厌氧反应器2中反应液表层的浮渣。 
厌氧出水口2.7焊接于厌氧反应器2的底部,通过管道和三通与真空脱气器进水口3.1相连。在厌氧出水泵2.15的作用下,厌氧反应器2中的泥水混合物从厌氧出水口2.7流出,再通过真空脱气器进水口3.1进入到真空脱气器3内。在真空泵3.4的抽吸作用下,真空脱气器3内部形成真空,泥水混合物中的气体膨胀释放上升至液面,气泡破碎逸出后通过真空泵3.4和真空脱气器的沼气导管3.5送至气水分离罐2.13中进行气水分离,分离后的气体经过脱硫塔2.12后,进入到沼气储袋中备用。脱气后的泥水混合物则由真空脱气器出水口3.3处排出,送至下道工序的絮凝车间进行后续处理。真空脱气器3内的液位通过与PLC控制系统相连的液位控制仪3.2进行自动控制。 
在本实施例中,在厌氧反应器2的器壁2.1侧方焊接有5个不同高度的厌氧取样口2.8,用以取样检测厌氧反应器2内不同高度的反应情况。 
沼气导管2.11穿过厌氧反应器2的顶盖2.2,一端伸入厌氧反应器2内,另一端和气水分离罐2.13相连,厌氧反应过程中产生的沼气通过沼气导管2.11进入气水分离罐2.13及脱硫塔2.12分离水分并脱硫后经气压计2.14检测压力,进入沼气储袋备用。 
系统中所有设备和管道的外部都包裹有保温棉,防止水温通过器壁进行扩散,浪费能源。 

Claims (2)

1.一种处理高固体含量废水的厌氧反应装置,是由调节池,厌氧反应器、沼气收集系统、PLC控制系统和真空脱气器通过管道、阀门和泵等连接组成;其特征在于:调节池包括调节池搅拌器,调节池进水口,调节池出水口,加热盘管固定环和调节池加热盘管;厌氧反应器包括器壁、顶盖、厌氧进水口、厌氧加热盘管、厌氧搅拌器、厌氧出水口、厌氧取样口和浮渣排放槽;沼气收集系统包括沼气导管、脱硫塔、气水分离罐、气压计、真空泵和真空脱气器的沼气导管;PLC控制系统包括调节池搅拌电机,出水泵,电磁流量计,调节池温控仪,厌氧搅拌电机、厌氧温控仪、厌氧出水泵、液位控制仪和电磁阀;真空脱气器包括真空脱气器进水口和真空脱气器出水口;调节池的调节池出水口通过管道与厌氧反应器的厌氧进水口相连;沼气收集系统的气水分离罐通过沼气导管穿过厌氧反应器的顶盖和厌氧反应器相连;厌氧温控仪装在厌氧反应器的顶盖上;厌氧搅拌器安装在厌氧反应器顶盖的中心位置上;真空脱气器进水口通过管道和焊接于厌氧反应器底部的厌氧出水口相连。
2.根据权利要求1所述的一种处理高固体含量废水的厌氧反应装置,其特征在于:调节池为圆柱体不锈钢结构,调节池内部盘绕有调节池加热盘管。
3. 根据权利要求1所述的一种处理高固体含量废水的厌氧反应装置,其特征在于:厌氧反应器为不锈钢结构,厌氧反应器内部盘绕有厌氧加热盘管。
4. 根据权利要求1所述的一种处理高固体含量废水的厌氧反应装置,其特征在于:厌氧反应器中的厌氧搅拌器由中心轴和螺旋上升叶片组成,螺旋上升叶片焊接在中心轴上。
5. 根据权利要求1所述的一种处理高固体含量废水的厌氧反应装置,其特征在于:在厌氧反应器的器壁上,通过法兰和垫圈连接一个浮渣排放槽。
6. 根据权利要求1所述的一种处理高固体含量废水的厌氧反应装置,其特征在于:浮渣排放槽为圆锥体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103274572A (zh) * 2013-05-28 2013-09-04 国新天汇环境有限公司 一种有机固体废弃物的处理方法
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CN107285461A (zh) * 2016-04-12 2017-10-24 北京科林思源能源环境科技发展有限责任公司 一种含沙有机物料在厌氧反应器内中温水解酸化料砂分离技术
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