CN203065307U - 一种三阶段三循环厌氧反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三阶段三循环厌氧反应器，包括一级厌氧反应单元、二级厌氧反应单元以及三级厌氧反应单元；一级厌氧反应单元、二级厌氧反应单元以及三级厌氧反应单元均设有进水分配器，三相分离器，反应主体，反应主体内填充有厌氧颗粒污泥，一级厌氧反应单元、二级厌氧反应单元以及三级厌氧反应单元依次通过它们之间的出水管与进水管实现水路相连接。本实用新型结构简单、使用方便、且适用于处理含难降解成分废水，特别是针对如高浓制浆造纸废水或制药废水等，实现预处理和生物处理结合，耐冲击负荷能力强和良好稳定处理出水水质。

Description

一种三阶段三循环厌氧反应器

技术领域

本实用新型涉及一种三阶段三循环厌氧反应器，特别涉及一种处理难降解废水的三阶段三循环厌氧反应器。

背景技术

制浆造纸行业历来是我国工业废水和化学需氧量的排放大户，是进行污染排放控制的重点行业。研究发现，由于在制浆过程中化学预浸段加入了亚硫酸钠等含硫化合物，这些物质的存在对厌氧生物代谢存在较强的抑制作用，特别是在当今废水浓度越来越高的背景下，该类抑制性物质在废水中的浓度也在相应增加，对厌氧发酵过程的抑制也更趋于严重和明显。另外废水中含有的树脂酸类物质，特别是针叶木制浆废水中含量较高，采用现有的厌氧技术往往处理效果不理想。针对厌氧反应器表现出的种种问题，如抑制性物质的存在，对进水VFA要求高等问题，主要是因为产甲烷对生存环境条件比较敏感，UASB、EGSB和IC反应器均为单一型反应器，各类微生物共处一室，废水进入反应器后，抑制性物质的存在首先对产甲烷菌类微生物产生不利影响，处理VFA类物质的能力下降，同一反应器中降解不同底物的微生物生长开始出现不平衡，易出现VFA的积累，而VFA类物质的积累，pH的下降会进一步影响产甲烷菌类微生物的代谢，最终导致反应器的酸败。可见，由单一的全混合型厌氧反应器来完成整个污染物降解过程，必然要牺牲部分微生物的处理能力为代价。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便、且适用于处理含难降解成分废水，特别是针对如高浓制浆造纸废水或制药废水等，实现预处理和生物处理结合，耐冲击负荷能力强和良好稳定处理出水水质的三阶段三循环厌氧反应器。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种三阶段三循环厌氧反应器，包括一级厌氧反应单元、二级厌氧反应单元以及三级厌氧反应单元；所述一级厌氧反应单元的底部设有第一进水分配器和进水管，中部为第一反应主体，顶部设有第一三相分离器和出水管，其中，第一反应主体内填充有厌氧颗粒污泥，一级厌氧反应单元的顶部与底部通过第一回流管连接；二级厌氧反应单元的底部设有第二进水分配器，中部为第二反应主体，顶部设有第二三相分离器，第二反应主体内填充有厌氧颗粒污泥，二级厌氧反应单元的顶部与底部通过第二回流管连接；三级厌氧反应单元的底部设有第三进水分配器，中部为第三反应主体，顶部设有第三三相分离器，第三反应主体内填充有厌氧颗粒污泥，三级厌氧反应单元的顶部与底部通过第三回流管连接；一级厌氧反应单元的出水管和二级厌氧反应单元的进水管相连，二级厌氧反应单元的出水管和三级厌氧反应单元的进水管相连。

进一步地，所述第一回流管外接第一外循环泵，第一外循环泵可调节一级厌氧反应单元的上升流速，第二回流管外接第二外循环泵，第二外循环泵可调节二级厌氧反应单元的上升流速，第三回流管外接第三外循环泵，第三外循环泵可调节三级厌氧反应单元的上升流速，第一外循环泵、第二外循环泵以及第三外循环泵可进一步加强泥水混合，提高传质效果。

进一步地，所述一级厌氧反应单元顶部设有第一沼气收集管，二级厌氧反应单元顶部设有第二沼气收集管，三级厌氧反应单元顶部设有第三沼气收集管，第一沼气收集管、第二沼气收集管以及第三沼气收集管分别连接外界的沼气柜。

进一步地，所述一级厌氧反应单元的体积：二级厌氧反应单元的体积：三级厌氧反应单元的体积为1∶(1～3)∶(2～4)。

进一步地，所述第一回流管置于第一三相分离器的下方，第二回流管置于第二三相分离器的下方，第三回流管置于第三三相分离器的下方。

进一步地，所述一级厌氧反应单元、二级厌氧反应单元以及三级厌氧反应单元依次竖直布置，且为一体结构。

进一步地，所述一级厌氧反应单元与二级厌氧反应单元竖直布置，且为一体结构。

有益效果：

本实用新型三阶段三循环厌氧反应器，由一级厌氧反应单元、二级厌氧反应单元以及三级厌氧反应单元组合而成，一级厌氧反应单元具有水解酸化作用，二级厌氧反应单元存在有机物之间的转化过程，三级厌氧反应单元主要进行了产甲烷过程。这使三阶段三循环厌氧反应器可以在整体上保持不同类型的微生物活性，实现较高的有机物降解效能和运行的稳定性；每个厌氧反应单元均具有布水装置、回流装置和三相分离器，形成一个水流方向上整体推流局部混流的水力流态，废水从一级厌氧反应单元的底部进水，从一级厌氧反应单元的顶部流经第一三相分离器后出水；并可根据实际运行情况，通过第一外循环泵进一步加强泥水混合，提高传质效果；处理后的出水进入二级厌氧反应单元，通过调节二级厌氧反应单元的回流比，改善颗粒污泥和废水中有机污染物间的代谢传递，同理，处理后出水进入三级厌氧反应单元，通过调节三级厌氧反应单元进行处理。

采用上述技术方案的三阶段三循环厌氧反应器，具有良好的系统缓冲能力，对进水的pH、VFA要求低；对pH 6~8范围内，可以不调厌氧的进水pH，从而大大减少实际生产中的碱耗，可明显降低水处理的运行成本；反应器分级后，效率提高，反应器的总体积可小于目前的反应器体积，每个单个反应器的体积也得以减少，因此，不仅建造成本更低，而且也有利于反应器的布水；反应器整体上的推流流态，引起有机物浓度和pH等环境条件沿水流方向的变化，不同反应单元内微生物优势种群也发生了相应的选择和改变，从而产生了生物相分离，体现了各级微生物之间的物质传递。

附图说明

图1为本实用新型三阶段三循环厌氧反应器的结构示意图实施例一。

图2为本实用新型三阶段三循环厌氧反应器的结构示意图实施例二。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，一种三阶段三循环厌氧反应器，包括一级厌氧反应单元1、二级厌氧反应单元2以及三级厌氧反应单元3；一级厌氧反应单元1、二级厌氧反应单元2以及三级厌氧反应单元3依次竖直布置，且为一体结构，一级厌氧反应单元1的底部设有第一进水分配器4，顶部设有第一三相分离器5，中部为第一反应主体6，第一反应主体6内填充有厌氧颗粒污泥，一级厌氧反应单元1的顶部与底部通过第一回流管7连接；二级厌氧反应单元2的底部设有第二进水分配器9，顶部设有第二三相分离器10，中部为第二反应主体11，第二反应主体11内填充有厌氧颗粒污泥，二级厌氧反应单元2的顶部与底部通过第二回流管12连接；三级厌氧反应单元3的底部设有第三进水分配器13，顶部设有第三三相分离器14，中部为第三反应主体15，第三反应主体15内填充有厌氧颗粒污泥，三级厌氧反应单元3的顶部与底部通过第三回流管16连接；一级厌氧反应单元1、二级厌氧反应单元2以及三级厌氧反应单元3依次通过它们之间的出水管与进水管实现水路相串联。

第一回流管7外接第一外循环泵8，第一外循环泵8可调节一级厌氧反应单元1的上升流速，第二回流管12外接第二外循环泵17，第二外循环泵17可调节二级厌氧反应单元2的上升流速，第三回流管16外接第三外循环泵18，第三外循环泵18可调节三级厌氧反应单元3的上升流速，第一外循环泵8、第二外循环泵17以及第三外循环泵18可进一步加强泥水混合，提高传质效果；一级厌氧反应单元1连接有第一沼气收集管19，二级厌氧反应单元2连接有第二沼气收集管20，三级厌氧反应单元3连接有第三沼气收集管21，第一沼气收集管19、第二沼气收集管20以及第三沼气收集管21分别连接外界的沼气柜；第一回流管7置于第一三相分离器5的下方，第二回流管12置于第二三相分离器10的下方，第三回流管16置于第三三相分离器14的下方，一级厌氧反应单元1的体积：二级厌氧反应单元2的体积：三级厌氧反应单元3的体积为1∶(1～3)∶(2～4)，一级厌氧反应单元1中的厌氧颗粒污泥浓度在10～40 g/l，二级厌氧反应单元2中的厌氧颗粒污泥浓度在15～50 g/l，三级厌氧反应单元3中的厌氧颗粒污泥浓度在15～50 g/l。

实施例二

如图2所示，一种三阶段三循环厌氧反应器，包括一级厌氧反应单元1、二级厌氧反应单元2以及三级厌氧反应单元3；一级厌氧反应单元1与二级厌氧反应单元2竖直布置，且为一体结构，一级厌氧反应单元1的底部设有第一进水分配器4，顶部设有第一三相分离器5，中部为第一反应主体6，第一反应主体6内填充有厌氧颗粒污泥，一级厌氧反应单元1的顶部与底部通过第一回流管7连接；二级厌氧反应单元2的底部设有第二进水分配器9，顶部设有第二三相分离器10，中部为第二反应主体11，第二反应主体11内填充有厌氧颗粒污泥，二级厌氧反应单元2的顶部与底部通过第二回流管12连接；三级厌氧反应单元3的底部设有第三进水分配器13，顶部设有第三三相分离器14，中部为第三反应主体15，第三反应主体15内填充有厌氧颗粒污泥，三级厌氧反应单元3的顶部与底部通过第三回流管16连接；一级厌氧反应单元1、二级厌氧反应单元2以及三级厌氧反应单元3依次通过它们之间的出水管与进水管实现水路相连接。

第一回流管7外接第一外循环泵8，第一外循环泵8可调节一级厌氧反应单元1的上升流速，第二回流管12外接第二外循环泵17，第二外循环泵17可调节二级厌氧反应单元2的上升流速，第三回流管16外接第三外循环泵18，第三外循环泵18可调节三级厌氧反应单元3的上升流速，第一外循环泵8、第二外循环泵17以及第三外循环泵18可进一步加强泥水混合，提高传质效果；一级厌氧反应单元1连接有第一沼气收集管19，二级厌氧反应单元2连接有第二沼气收集管20，三级厌氧反应单元3连接有第三沼气收集管21，第一沼气收集管19、第二沼气收集管20以及第三沼气收集管21分别连接外界的沼气柜；第一回流管7置于第一三相分离器5的下方，第二回流管12置于第二三相分离器10的下方，第三回流管16置于第三三相分离器14的下方，一级厌氧反应单元1的体积：二级厌氧反应单元2的体积：三级厌氧反应单元3的体积为1∶(1～3)∶(2～4)，一级厌氧反应单元1中的厌氧颗粒污泥浓度在10～40 g/l，二级厌氧反应单元2中的厌氧颗粒污泥浓度在15～50 g/l，三级厌氧反应单元3中的厌氧颗粒污泥浓度在15～50 g/l。

本实用新型三阶段三循环厌氧反应器的工作过程如下：废水经进水泵通过设于一级厌氧反应单元1底部的第一进水分配器4均匀进入第一反应主体6中，与填充于第一反应主体6内的厌氧颗粒污泥充分混合接触，废水中部分有机物被微生物降解并产生生物气，部分大分子类物质降解形成小分子类物质，产生水解效果，经处理后的废水通过一级厌氧反应单元1顶部的第一三相分离器5分离后通过出水管自流进入二级厌氧反应单元2的底部，沼气通过第一沼气收集管19进入沼气柜，通过连接第一反应主体6的顶部和底部的第一回流管7和第一外循环泵8调节一级厌氧反应单元1内的回流比；由一级厌氧反应单元1的出水管出来的水进入二级厌氧反应单元2底部，通过二级厌氧反应单元2的第二进水分配器9进入二级厌氧反应单元2中部的第二反应主体11内与其中的厌氧颗粒污泥进行进一步的生化降解反应，然后再通过顶部的第二三相分离器10分离后，污泥回到二级厌氧反应单元2内，处理后的废水从顶部的出水管流出后，自流入三级厌氧反应单元3底部，三个厌氧反应单元均可以通过回流管和外循环泵外循环调节废水的上升流速，达到改善泥水混合效果的目的，各级反应单元产生的生物气通过顶部的沼气收集管送住沼气柜，进行能源利用。

Claims (7)

1.一种三阶段三循环厌氧反应器，包括一级厌氧反应单元、二级厌氧反应单元以及三级厌氧反应单元；其特征在于：所述一级厌氧反应单元的底部设有第一进水分配器和进水管，中部为第一反应主体，顶部设有第一三相分离器和出水管，其中，第一反应主体内填充有厌氧颗粒污泥，一级厌氧反应单元的顶部与底部通过第一回流管连接；二级厌氧反应单元的底部设有第二进水分配器，中部为第二反应主体，顶部设有第二三相分离器，第二反应主体内填充有厌氧颗粒污泥，二级厌氧反应单元的顶部与底部通过第二回流管连接；三级厌氧反应单元的底部设有第三进水分配器，中部为第三反应主体，顶部设有第三三相分离器，第三反应主体内填充有厌氧颗粒污泥，三级厌氧反应单元的顶部与底部通过第三回流管连接；一级厌氧反应单元的出水管和二级厌氧反应单元的进水管相连，二级厌氧反应单元的出水管和三级厌氧反应单元的进水管相连。

2.根据权利要求1所述的三阶段三循环厌氧反应器，其特征在于：所述第一回流管外接第一外循环泵，第二回流管外接第二外循环泵，第三回流管外接第三外循环泵。

3.根据权利要求1所述的三阶段三循环厌氧反应器，其特征在于：所述的一级厌氧反应单元顶部设有第一沼气收集管，二级厌氧反应单元顶部设有第二沼气收集管，三级厌氧反应单元顶部设有第三沼气收集管。

4.根据权利要求1所述的三阶段三循环厌氧反应器，其特征在于：所述一级厌氧反应单元的体积：二级厌氧反应单元的体积：三级厌氧反应单元的体积为1∶(1～3)∶(2～4)。

5.根据权利要求1所述的三阶段三循环厌氧反应器，其特征在于：所述第一回流管设于第一三相分离器的下方，第二回流管设于第二三相分离器的下方，第三回流管设于第三三相分离器的下方。

6.根据权利要求1至5任一项所述的三阶段三循环厌氧反应器，其特征在于：所述一级厌氧反应单元、二级厌氧反应单元以及三级厌氧反应单元依次竖直布置，且为一体结构。

7.根据权利要求1至5任一项所述的三阶段三循环厌氧反应器，其特征在于：所述一级厌氧反应单元与二级厌氧反应单元竖直布置，且为一体结构。

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