CN204434358U - 一种升流式厌氧生物滤床反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种升流式厌氧生物滤床反应器，包括反应器本体，所述反应器本体的内部从下往上依次设有生物泥床区、生物泥悬浮区，以及沼气溢出区；其中，所述反应器本体在所述生物泥床区的底部设有生物泥循环系统，所述生物泥悬浮区设有浮动填料层；所述反应器本体在所述上澄清区的顶部设有出水系统。该升流式厌氧生物滤床反应器采用生物泥循环系统优化替代了现有技术中采用的均衡布水系统、搅拌装置、以及结构复杂的气提结构。使得污水与生物泥充分混合，以获得较好的传质条件。并通过在生物泥悬浮区设置浮动填料层来增加厌氧生物菌的蓄存量，从而能够有效提高和长时间维持升流式厌氧生物滤床反应器的污水处理能力。

Description

一种升流式厌氧生物滤床反应器

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术，具体是涉及一种升流式厌氧生物滤床反应器。

背景技术

厌氧生物处理法是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌将污水中大分子有机物降解为低分子有机物，进而转化为甲烷、二氧化碳的有机污水处理方法，其中，上流式厌氧污泥床反应器是厌氧生物处理法的一种典型结构。相对于其他类型的厌氧反应器，废水在上流式厌氧污泥床反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。另外，设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和生物泥回流装置，不需要充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。

在现有技术中，上流式厌氧污泥床反应器通常由生物泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧生物泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的生物泥在下部形成生物泥层。要处理的污水从厌氧生物泥床底部流入与生物泥层中生物泥进行混合接触，生物泥中的微生物分解污水中的有机物，并在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在生物泥床上部由于沼气的搅动形成一个生物泥浓度较稀薄的生物泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的生物泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的生物泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的生物泥，与生物泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出生物泥床。

但是，上述结构的上流式厌氧污泥床反应器，因难以形成颗粒污泥，厌氧污泥又细碎挟气容易流失，故普遍存在厌氧生物菌蓄存量少的问题。另外，生物泥床内容易出现短流和偏流现象，传质条件较差，影响污水处理能力。

实用新型内容

针对上述上流式厌氧污泥床反应器存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种升流式厌氧生物滤床反应器，以增加厌氧生物菌的蓄存量和改善传质条件。

为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种升流式厌氧生物滤床反应器，具有这样的特征，包括：反应器本体，反应器本体的内部从下往上依次设有生物泥床区、生物泥悬浮区，以及沼气溢出区；其中，反应器本体在生物泥床区的底部设有生物泥循环系统，并且，生物泥循环系统包含：安装在反应器本体底部中心位置的吸液管，位于反应器本体外部的生物泥循环泵，设置于反应器本体内部的布液环管，以及多个环形阵列分布于布液环管下端的缩孔喷头；吸液管与生物泥循环泵的吸液口之间由第一管路连接，生物泥循环泵的出液口与布液环管之间由第二管路连接，并且，第一管路与进水管路连通，第二管路与排泥管连通；生物泥悬浮区设有浮动填料层，并且，浮动填料层将生物泥悬浮区分隔成下澄清区和上澄清区；反应器本体在上澄清区的顶部设有出水系统。

进一步地，在本实用新型提供的升流式厌氧生物滤床反应器中，还可以具有这样的特征：浮动填料层包含：上格栅、平行于上格栅的下格栅，以及若干个悬浮在上格栅和下格栅之间的悬浮填料。

进一步地，在本实用新型提供的升流式厌氧生物滤床反应器中，还可以具有这样的特征：浮动填料层设有至少一层破壳栅，破壳栅位于上格栅和下格栅之间，并且，破壳栅的边缘部位与反应器本体的内侧壁连接。

进一步地，在本实用新型提供的升流式厌氧生物滤床反应器中，还可以具有这样的特征：浮动填料层设有两层相平行的破壳栅。

进一步地，在本实用新型提供的升流式厌氧生物滤床反应器中，还可以具有这样的特征：每个缩孔喷头的喷嘴均沿布液环管的切向布置。

进一步地，在本实用新型提供的升流式厌氧生物滤床反应器中，还可以具有这样的特征：出水系统包含：设置在上澄清区液面位置处的集水槽，和形成于反应器本体的外侧壁上且与集水槽相连通的水封槽；其中，集水槽呈十字环状。

进一步地，在本实用新型提供的升流式厌氧生物滤床反应器中，还可以具有这样的特征：悬浮填料包含：笼式外壳和若干条装填在笼式外壳内的微生物载体。

进一步地，在本实用新型提供的升流式厌氧生物滤床反应器中，还可以具有这样的特征：笼式外壳为圆台形或球形。

进一步地，在本实用新型提供的升流式厌氧生物滤床反应器中，还可以具有这样的特征：微生物载体包括：用于形成微生物膜的纤维挂膜层，覆盖在纤维挂膜层一表面的第一弹性网纱，以及覆盖在纤维挂膜层另一表面的第二弹性网纱，其中，第一弹性网纱和第二弹性网纱之间热接固定。

进一步地，在本实用新型提供的升流式厌氧生物滤床反应器中，还可以具有这样的特征：反应器本体的外侧壁还设置有用于显示生物泥床区高度的泥位观察管。

本实用新型在上述基础上具有的积极效果是：

本实用新型提供的升流式厌氧生物滤床反应器通过在生物泥床区的底部设置生物泥循环系统，优化替代了现有技术中采用的均衡布水系统、搅拌装置、以及结构复杂的气提结构。使得污水与生物泥充分混合，以获得较好的传质条件。并通过在生物泥悬浮区设置浮动填料层来增加厌氧生物菌的蓄存量，从而在两个方面同时有效提高和长时间维持升流式厌氧生物滤床反应器的污水处理能力。

另外，本实用新型提供的升流式厌氧生物滤床反应器还可通过浮动填料层对生物泥悬浮区内的生物泥进行过滤截留，并采用十字环状的集水槽使上澄清区能够均匀出液，防止上澄清区的沼液因局部流速过快而带泥排放，因此，该升流式厌氧生物滤床反应器无需采用三相分离器即可实现沼气、沼液、以及生物泥的分离，能够大幅降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型涉及的实施例中升流式厌氧生物滤床反应器的内部结构示意图。

图2为图1中沿字母A-A所得的剖视图。

图3为本实用新型涉及的实施例中出水系统的俯视图。

图4为本实用新型涉及的实施例中上格栅的俯视图。

图5为本实用新型涉及的实施例中破格栅的俯视图。

图6为本实用新型涉及的实施例中笼式外壳的结构示意图。

图7为本实用新型涉及的实施例中微生物载体的结构示意图。

图8为本实用新型涉及的实施例中微生物载体的爆炸示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型提供的升流式厌氧生物滤床反应器作具体阐述。

如图1所示，本实施例提供的升流式厌氧生物滤床反应器包括圆桶形的反应器本体1，并且，该反应器本体1的内部从下往上依次设有生物泥床区、生物泥悬浮区，以及沼气溢出区。其中，虚线11为生物泥床区和生物泥悬浮区的分界线，虚线12为生物泥悬浮区和沼气溢出区的分界线。

具体的，如图1和图2所示，反应器本体1在生物泥床区的底部设有生物泥循环系统，在本实施例中，生物泥循环系统包含：吸液管21，生物泥循环泵22，布液环管23，以及若干个缩孔喷头24。

其中，吸液管21安装在反应器本体1的底部中心位置，生物泥循环泵22位于反应器本体1的外部，布液环管23位于反应器本体1的内部且沿反应器本体1的内侧壁圆周敷设，吸液管21与生物泥循环泵22的吸液口之间由第一管路25连接，生物泥循环泵22的出液口与布液环管23之间由第二管路26连接，并且，第一管路25与进水管路27连通，第二管路26与排泥管28连通。

在本实施例中，生物泥循环泵22的循环量数倍于污水处理量，并且，为了克服管道沿程损失和局部损失，扬程再加5米以上的自由水头。多个缩孔喷头24环形阵列分布于布液环管23的下端，并且，每个缩孔喷头24的喷嘴均沿布液环管23的切向布置。

这种生物泥循环系统迫使泥水混合液在反应器本体1的底部作圆周运动，同时又向反应器本体1底部的中心位置汇集，进而形成涡流状运动，并且，运动至反应器本体1底部中心位置的泥水混合液再由吸液管21吸出反应器本体1，泥水混合液再依次经第一管路25和第二管路26重新进入反应器本体1内。如此不断往复循环，这就使得反应器本体1底部的生物泥与泥水混合液充分混合，以取得较好的传质作用，另外，这种循环运动使得生物泥床区的生物泥全部充分发挥作用，防止部分生物泥闲置，从而显著提高升流式厌氧生物滤床反应器的传质条件。

在本实施例中，生物泥悬浮区设有浮动填料层，该浮动填料层不仅是有机物转化的主力，同时还起均匀布水的作用。并且，浮动填料层将生物泥悬浮区分隔成下澄清区和上澄清区。这样的设置既能防止生物泥悬浮区内的生物泥流失，有效替代价格昂贵的三相分离器，还能起到净化作用，确保升流液清澈，不易造成浮动填料层的堵塞。

并且，如图1和图3所示，反应器本体1在上澄清区的顶部设有出水系统3。具体的，出水系统3包含：设置在上澄清区液面位置处的集水槽31，和形成于反应器本体1的外侧壁上且与集水槽31相连通的水封槽32。

在本实施例中，为了能够使上澄清区能够均匀出液而不偏流、不短流，集水槽31优选为十字环状，从而有助于提高全容积的传质效果。其中，沼液依次经集水槽31和水封槽32排出反应器本体1，而在浮动填料层中产生的沼气则溢出上澄清区的液面进入沼气溢出区，并由沼气集气管4导出。

浮动填料层包含：上格栅51，平行于上格栅51的下格栅52，以及若干个悬浮在上格栅51和下格栅52之间的悬浮填料53。其中，上格栅51和下格栅52均为固定格栅，若干个悬浮填料53无需固定安装，即在上格栅51和下格栅52形成的区域内随生物泥悬浮区的液位高低上下悬浮调整。这样避免了填料的结团堵塞，既利于结团堵塞的清通，也利于升流液的再均匀分配。

悬浮填料53包含如图6所示的笼式外壳和若干条如图7所示的微生物载体531，其中，若干条微生物载体531装填在该笼式外壳内。在本实施例中，笼式外壳优选为圆台形结构，并且，该笼式外壳由圆台形本体53a和盖体53b可拆卸地连接。

相对于相同尺寸大小的球形悬浮填料，这种圆台形笼式外壳具有容积大、能装填更多微生物载体的优势。例如，根据球的体积公式V＝4πR³/3得出直径100毫米的球形悬浮填料的体积为0.5533立方分米。然而，对于大径为100毫米、小径为95毫米、高度为100毫米的圆台形笼式结构，根据圆台的体积公式V＝πh(R²+2rR+r²)/3得出笼式外壳的体积为0.7876立方分米。并且，悬浮填料的全立体结构在浮动状态下，拥有非常好的传质效果，这就使得在微生物蓄存量多的同时还可有效保证微生物的活性，从而大幅提高污水处理效率。

如图7和图8所示，在本实施例中，微生物载体531包括：用于形成微生物膜的纤维挂膜层5311，覆盖在纤维挂膜层5311一表面的第一弹性网纱5312，以及覆盖在纤维挂膜层5311另一表面的第二弹性网纱5313，其中，第一弹性网纱5312和第二弹性网纱5313之间热接固定。

该纤维挂膜层5311为聚乙烯醇缩醛纤维层，且呈矩形絮状薄片。在本实施例中，第一弹性网纱5312和第二弹性网纱5313均采用塑料网纱，当需要将多条微生物载体531放入到外部壳体内时，该微生物载体531能够被任意折叠、或扭曲、或揉成团、或系结。由于微生物载体531中的聚乙烯醇缩醛纤维层长满了甲烷菌，这些甲烷菌与升流污水中的含碳有机物进行反复接触、吸附，并使之转化为甲烷气。

并且，微生物载体531始终保持膨体伸展状态。由于纤维挂膜层5311内的纤维丝被固定在两个弹性网纱之间，防止微生物载体伸展至笼式外壳外，从而避免了笼式外壳之间的牵扯聚结的问题，有效维持了聚乙烯醇缩醛纤维层比表面积大、挂膜能力强的优势，并能够始终保持生物泥的活性，维持生物泥悬浮区的连续、稳定、高效运行。

如图1和图5所示，为了方便清理浮动填料层内的生物泥堵塞或结壳，在本实施例中，浮动填料层设有两层相平行的破壳栅(54a,54b)。其中，破壳栅(54a,54b)位于上格栅51和下格栅52之间且水平放置。破壳栅(54a,54b)的边缘部位与反应器本体1的内侧壁连接。通过定期排放沼液的方式降低生物泥悬浮区的液位，使得若干悬浮填料随液位一起下降过程中，由破壳栅(54a,54b)破坏结壳。

另外，如图1和图2所示，为了便于直观显示反应器本体1内的生物泥床区高度，反应器本体1的外侧壁还设置有泥位观察管13。该泥位观察管13结合排泥管28上的控制阀29，易于取样分析泥水品质、掌控排泥过程。

本实施例提供的升流式厌氧生物滤床反应器通过在生物泥床区的底部设置生物泥循环系统，优化替代了现有技术中采用的均衡布水系统、搅拌装置、以及结构复杂的气提结构。使得污水与生物泥充分混合，以获得较好的传质条件。并通过在生物泥悬浮区设置浮动填料层来增加厌氧生物菌的蓄存量，从而在两个方面同时有效提高和长时间维持升流式厌氧生物滤床反应器的污水处理能力。

另外，本实施例提供的升流式厌氧生物滤床反应器还可通过浮动填料层对生物泥悬浮区内的生物泥进行过滤截留，并采用十字环状的集水槽使上澄清区能够均匀出液，防止上澄清区的沼液因局部流速过快而带泥排放，因此，该升流式厌氧生物滤床反应器无需采用三相分离器即可实现沼气、沼液、以及生物泥的分离，能够大幅降低生产成本。

当然本实用新型所涉及的升流式厌氧生物滤床反应器并不仅仅限定于本实施例中的结构，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴内。

在本实施例中，悬浮填料的笼式外壳采用圆台形结构，当然，在本实用新型提供的升流式厌氧生物滤床反应器中，悬浮填料的笼式外壳还可以采用现有技术中常见的球形结构。

在本实施例中，浮动填料层包含两层相平行的破壳栅，当然，在本实用新型提供的升流式厌氧生物滤床反应器中，浮动填料层还可以根据实际需要设置至少一层破壳栅，并且，破壳栅可任意采取横向或竖向放置方式。当破壳栅竖向放置时，破壳栅的上、下端分别与上格栅和下格栅连接。

在本实施例中，反应器本体为圆桶形，当然，在本实用新型提供的升流式厌氧生物滤床反应器中，反应器本体还可以是棱管形。

Claims (10)

1.一种升流式厌氧生物滤床反应器，包括反应器本体，其特征在于：所述反应器本体的内部从下往上依次设有生物泥床区、生物泥悬浮区，以及沼气溢出区；

其中，所述反应器本体在所述生物泥床区的底部设有生物泥循环系统，并且，所述生物泥循环系统包含：安装在所述反应器本体底部中心位置的吸液管，位于所述反应器本体外部的生物泥循环泵，设置于所述反应器本体内部的布液环管，以及多个环形阵列分布于所述布液环管下端的缩孔喷头；

所述吸液管与所述生物泥循环泵的吸液口之间由第一管路连接，所述生物泥循环泵的出液口与所述布液环管之间由第二管路连接，并且，所述第一管路与进水管路连通，所述第二管路与排泥管连通；

所述生物泥悬浮区设有浮动填料层，并且，所述浮动填料层将所述生物泥悬浮区分隔成下澄清区和上澄清区；

所述反应器本体在所述上澄清区的顶部设有出水系统。

2.根据权利要求1所述的升流式厌氧生物滤床反应器，其特征在于：

所述浮动填料层包含：上格栅、平行于所述上格栅的下格栅，以及若干个悬浮在所述上格栅和所述下格栅之间的悬浮填料。

3.根据权利要求2所述的升流式厌氧生物滤床反应器，其特征在于：

所述浮动填料层设有至少一层破壳栅，所述破壳栅位于所述上格栅和所述下格栅之间，并且，所述破壳栅的边缘部位与所述反应器本体的内侧壁连接。

4.根据权利要求3所述的升流式厌氧生物滤床反应器，其特征在于：

所述浮动填料层设有两层相平行的破壳栅。

5.根据权利要求1所述的升流式厌氧生物滤床反应器，其特征在于：

每个所述缩孔喷头的喷嘴均沿所述布液环管的切向布置。

6.根据权利要求1所述的升流式厌氧生物滤床反应器，其特征在于：

所述出水系统包含：设置在所述上澄清区液面位置处的集水槽，和形成于所述反应器本体的外侧壁上且与所述集水槽相连通的水封槽；

其中，所述集水槽呈十字环状。

7.根据权利要求2所述的升流式厌氧生物滤床反应器，其特征在于：

所述悬浮填料包含：笼式外壳和若干条装填在所述笼式外壳内的微生物载体。

8.根据权利要求7所述的升流式厌氧生物滤床反应器，其特征在于：

所述笼式外壳为圆台形或球形。

9.根据权利要求7所述的升流式厌氧生物滤床反应器，其特征在于：

所述微生物载体包括：用于形成微生物膜的纤维挂膜层，覆盖在所述纤维挂膜层一表面的第一弹性网纱，以及覆盖在所述纤维挂膜层另一表面的第二弹性网纱，其中，所述第一弹性网纱和所述第二弹性网纱之间热接固定。

10.根据权利要求1所述的升流式厌氧生物滤床反应器，其特征在于：

所述反应器本体的外侧壁还设置有用于显示生物泥床区高度的泥位观察管。