CN203833701U - 一种改进的uasb厌氧反应器 - Google Patents

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孟凡茂
白志辉
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Abstract

本实用新型公开了一种改进的UASB厌氧反应器,结构中包括进水和配水系统、反应器罐体、设置在反应器罐体内的三相分离器和集水槽,所述配水系统包括与进水管连通的布水器、设置在所述布水器出水端的水平向喇叭口、与水平向喇叭口管端垂直连通的循环立管、以及设置在循环立管自由端的竖直向喇叭口,所述竖直向喇叭口的上沿低于集水槽上沿;所述循环立管借助进水管进水在水平向喇叭口处形成的负压、抽吸液面处浮渣形成破壳结构。该反应器内循环无需添加外动力,利用进水时产生的负压抽吸液面处的浮渣,有效将厌氧反应器顶部的浮渣层破坏,有效解决了浮渣结成硬壳的技术问题。

Description

—种改进的UASB厌氧反应器
技术领域
[0001] 本实用新型属于污水处理设备技术领域,具体涉及一种改进的UASB厌氧反应器。
背景技术
[0002] UASB反应器是升流式厌氧污泥床反应器(Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket)的简称,这种反应器在高浓度有机废水的处理中得到广泛的应用。其结构中包括进水和配水系统、反应器罐体、以及设置在反应器罐体上部的三相分离器。该三相分离器是其核心部件之一,它实现了罐体内沼气、液体和污泥的分离。但密度小于罐体内水体的浮渣随处理水上升至液面,大量浮渣积累结成硬壳,最终导致反应器的有效容积变小。若浮渣上升堵塞出气管,还会导致罐体内压力增大,如果保护措施不合理,可能导致罐体爆裂。
[0003]为避免和减少上述状态发生,现有技术中采取的工艺主要有:①在厌氧罐罐体的下部设有搅拌器,通过搅拌破坏结壳气体搅拌工艺形式,即采用气泵将发酵液表面已产生的沼气打回到发酵液下部完成上下液的内循环;③厌氧反应罐液体罐外循环工艺形式,通过设在罐体外部的泵,抽出罐体底部浓度含量较高菌种液,再将其打回罐体液面上部。
[0004] 但上述工艺除了增加能耗外,还存在技术问题,比如,在厌氧罐底部中心处进行搅拌,虽然该工艺形式可将处于罐体下部的浓度含量较高菌种和上部浓度含量较低菌种的发酵液进行搅拌,但由于有机物浮渣是漂浮在液面上,长时间可使得发酵液表面形成结壳;气体搅拌不能避免液面结壳现象的发生;厌氧反应罐液体罐外循环可降低结壳的形成,但外循环造成污水上升流速增快,部分污水处理不彻底,因而影响沼气的产量。
发明内容
[0005] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种改进的UASB厌氧反应器,其通过对配水系统的结构进行改进,增设循环管和喇叭口结构,借助进水时形成的负压抽吸液面部分污水,起到破坏浮渣结壳的效果。
[0006] 为解决上述技术问题,本实用新型采取的技术方案是:
[0007] 一种改进的UASB厌氧反应器,结构中包括进水和配水系统、反应器罐体、设置在反应器罐体内的三相分离器和集水槽,所述配水系统包括与进水管连通的布水器、设置在所述布水器出水端的水平向喇叭口、与水平向喇叭口管端垂直连通的循环立管、以及设置在循环立管自由端的竖直向喇叭口,所述竖直向喇叭口的上沿低于集水槽上沿;所述循环立管借助进水管进水在水平向喇叭口处形成的负压、抽吸液面处浮渣形成破壳结构。
[0008] 所述反应器罐体内、沿罐体的周圈自下而上设有倒“八”字形的第一导流器和“八”字形的第二导流器,所述第二导流器设置在三相分离器的下方。
[0009] 所述进水管进水在水平向喇叭口处形成负压,从而抽吸循环立管内的水,竖直向喇叭口处的浮渣被抽吸,破坏该处的浮渣层,防止其结成硬壳。
[0010] 采用上述技术方案产生的有益效果在于:(I)反应器内循环无需添加外动力,利用进水时产生的负压抽吸液面处的浮渣,能有效将厌氧反应器顶部的浮渣层破坏,防止结成硬壳,保证了沼气管道的畅通,降低了沼气收集管堵塞的可能,提高了 UASB厌氧反应器使用的安全性;(2)本实用新型应用范围广、适用性强,对于反应器内一层或多层三相分离器均适用;(3)本实用新型原理简单,操作方便。
附图说明
[0011] 图1是本实用新型的主视结构示意图;
[0012] 图2是本实用新型配水系统的俯视结构示意图;
[0013] 其中,1、布水器,2、进水管,3、反应器罐体,4、三相分离器,5、沼气管,6、集气室,7、集水槽,8、出水管,9、第二导流器,10、循环立管,11、第一导流器,12-1、第一水平向喇叭口,
12-2、第二水平向喇叭口,13-1、第一竖直向喇叭口,13-2、第二竖直向喇叭口。
[0014] 其中,箭头表示污泥的流动路线。
具体实施方式
[0015] 参见图1,本实用新型的结构中包括一种改进的UASB厌氧反应器,结构中包括进水和配水系统、反应器罐体3、设置在反应器罐体3内的三相分离器4和集水槽7,所述配水系统包括与进水管2连通的布水器1、设置在所述布水器I出水端的水平向喇叭口、与水平向喇叭口管端垂直连通的循环立管10、以及设置在循环立管10自由端的竖直向喇叭口,所述竖直向喇叭口的上沿低于集水槽上沿;所述循环立管10借助进水管2进水在水平向喇叭口处形成的负压、抽吸液面处浮渣形成破壳结构。抽吸浮渣防止在液面上结成硬壳,从而避免硬壳影响沼气进入集气室6、甚至堵塞沼气管5。
[0016] 在所述反应器罐体3内、沿罐体的周圈自下而上还设有倒“八”字形的第一导流器
11和“八”字形的第二导流器9,所述第二导流器9设置在所述三相分离器4的下方。通过第一导流器11和第二导流器9让污水在整个反应器罐体3的中心部分上向流,污泥在第一导流器11和第二导流器9的外侧下沉其动力来源:一部分是厌氧反应产生的沼气附着于污泥和水,使密度降低,浮力增加;还有一部分是脉冲进水产生的动力,从而实现反应器内循环。
[0017] 本实施例中所述三相分离器4与水平的夹角为45°〜60° ;所述第一导流器11、第二导流器9与水平的夹角为45°〜60°。第一导流器11和所述第二导流器9长0.8〜
1.2m,第一导流器11与反应器罐体3底部的间隙为0.5m〜0.Sm,第一导流器11与所述第二导流器9的间隙为0.3m〜0.5m,不同层的第二导流器9之间的间隙为0.3m〜0.5m,第二导流器9与三相分离器4的间隙为0.5m〜0.Sm,第一导流器11和所述第二导流器9与反应器罐体3内壁的间隙为0.2〜0.3m。第一导流器11与第二导流器9的内侧形成水体和污泥的上升通道,在第一导流器11与第二导流器9的外侧与反应器罐体3之间形成污泥的下降通道。
[0018] 在三相分离器4的作用下,第一导流器11和第二导流器9中间部分的污水在三相分离器下侧向四周扩散,从而使污泥沿反应器罐体3内壁下沉;在第一导流器11和第二导流器9的作用下,使得泥、水、气混合均匀,沉入反应器底部的污泥在进水作用下与污水混合均匀,增强了搅拌效果,增加了反应器罐体的负载。
[0019] 本实施例中所述布水器I为一字型管体、两端出水口垂直于管体并以反应器中心竖轴为中心呈旋转对称。,参见图2,第一水平向喇叭口 12-1和第二水平向喇叭口 12-2分别与布水器I的两个出水口连通,利用文丘里效应的原理,当进水管I进水时,在水平向喇叭口形成负压,抽吸分别与循环立管10连通的第一竖直向喇叭口 13-1和第二竖直向喇叭口
13-2处的浮渣。在其它实施例中,所述布水器I的还可以是“米”字型、“十”字型或其他对称结构,其中出水口垂直于布水器的支管管体并以反应器中心竖轴为中心呈旋转对称。具体设计时,水平向喇叭口的小圆直径与循环立管10的管径相同、大圆直径是循环立管10管径的1.5倍、大圆与小圆之间的距离大于大圆的直径。竖直向喇叭口的小圆直径与循环立管10的管径相同、大圆直径是循环立管10的管径的2.5倍,大圆与小圆之间的距离大于大圆的直径。
[0020] 循环立管的管径为0.15m〜0.25m,本实施例优选0.2m。
[0021] 所述竖直向喇叭口的上沿低于所述集水槽上沿0.1m〜0.15m,本实施例中优选
0.15m。
[0022] 综上,本实用新型的工作原理为:污水从进水管2经布水器I引入反应器罐体3内,并通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床,厌氧反应发生在污水与污泥颗粒接触的过程中。在厌氧状态下产生的沼气引起了内部循环,这有利于颗粒污泥的形成和维持。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上,附着和没有附着的气体向反应器罐体顶部上升,上升中污泥撞击三相反应器气体发射器的底部,引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床表面,附着和没有附着的气体被收集到反应器罐体顶部的三相分离器的集气室6中、并通过沼气管5与沼气回收系统连通;经过处理的废水溢流至集水槽7中,并通过出水管8排放。在脉冲进水或连续进水的过程中,在与布水器I连通的第一水平向喇叭口 12-1和第二水平向喇叭口 12-2处形成负压,从而抽吸循环立管中水,破坏第一竖直向喇叭口 13-1和第二竖直向喇叭口 13-2处的浮渣层,有效防止液面的浮渣结成硬壳。

Claims (10)

1.一种改进的UASB厌氧反应器,结构中包括进水和配水系统、反应器罐体(3)、设置在反应器罐体(3)内的三相分离器(4)和集水槽(7),其特征在于:所述配水系统包括与进水管(2)连通的布水器(I)、设置在所述布水器(I)出水端的水平向喇叭口、与水平向喇叭口管端垂直连通的循环立管(10)、以及设置在循环立管(10)自由端的竖直向喇叭口,所述竖直向喇叭口的上沿低于集水槽上沿;所述循环立管(10)借助进水管(2)进水在水平向喇叭口处形成的负压、抽吸液面处浮渣形成破壳结构。
2.根据权利要求1所述的改进的UASB厌氧反应器,其特征在于在所述反应器罐体(3)内、沿罐体的周圈自下而上设有倒“八”字形的第一导流器(11)和“八”字形的第二导流器(9),所述第二导流器(9)设置在所述三相分离器(4)的下方。
3.根据权利要求2所述的改进的UASB厌氧反应器,其特征在于所述三相分离器(4)与水平的夹角为45°〜60° ;所述第一导流器(11)、第二导流器(9)与水平的夹角为45°〜60° ;第一导流器(11)、第二导流器(9)长0.8〜1.2m。
4.根据权利要求2所述的改进的UASB厌氧反应器,其特征在于第一导流器(11)与反应器罐体(3)底部的间隙为0.5m〜0.Sm,第一导流器(11)与所述第二导流器(9)的间隙为0.3m〜0.5m,不同层的第二导流器(9)之间的间隙为0.3m〜0.5m,第二导流器(9)与三相分离器⑷的间隙为0.5m〜0.Sm,第一导流器(11)和所述第二导流器(9)与反应器罐体(3)内壁的间隙为0.2〜0.3m。
5.根据权利要求1所述的改进的UASB厌氧反应器,其特征在于所述循环立管的管径为0.15m 〜0.25m。
6.根据权利要求1所述的改进的UASB厌氧反应器,其特征在于水平向喇叭口的小圆直径与循环立管(10)管径相同、大圆直径是循环立管(10)管径的1.5倍。
7.根据权利要求1所述的改进的UASB厌氧反应器,其特征在于竖直向喇叭口的小圆直径与循环立管(10)的管径相同、大圆直径是循环立管(10)的管径的2.5倍。
8.根据权利要求1所述的改进的UASB厌氧反应器,其特征在于所述布水器(I)为一字型管体、两端出水口垂直于管体并以反应器中心竖轴为中心呈旋转对称。
9.根据权利要求1所述的改进的UASB厌氧反应器,其特征在于所述布水器(I)为“十”字型或“米”字型、出水口垂直于布水器(I)的支管管体并以反应器中心竖轴为中心呈旋转对称。
10.根据权利要求1所述的改进的UASB厌氧反应器,其特征在于所述竖直向喇叭口的上沿低于所述集水槽上沿0.1m〜0.15m。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104560686A (zh) * 2015-02-09 2015-04-29 潍坊金丝达新能源科技有限公司 水力搅拌厌氧罐
CN105129981A (zh) * 2015-08-27 2015-12-09 宁夏祥河生态环境工程研究院有限公司 旋流厌氧反应装置和ambr污水处理系统及污水处理方法
WO2018020394A1 (pt) * 2016-07-27 2018-02-01 Universidade Federal De Minas Gerais Reator uasb modificado, método de aproveitamento energético e uso

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