CN205838673U - 污泥厌氧生物反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及环境工程技术领域，具体涉及一种污泥厌氧生物反应器。其包括罐体，所述罐体内下部设置有射流布水装置；所述罐体内上部设置有射流搅拌装置；所述射流搅拌装置包括上端大而下端小呈锥形的第一混合室，所述第一混合室内设置有喷嘴；所述第一混合室的上端设置有第一污液进口，所述第一混合室的下端连接有第一喉管，所述第一喉管连接有上端小而下端大呈锥形的扩散管。本实用新型整体结构设计合理，搅拌装置及布水装置采用射流技术，能够使污泥与微生物充分接触，利于提高污泥厌氧消化的效率，利于实现石化污泥的无害化、减量化和资源化，利于降低石化污泥厌氧消化投资成本及运行成本。

Description

污泥厌氧生物反应器

技术领域

本实用新型涉及环境工程技术领域，具体涉及一种污泥厌氧生物反应器，属于石化污泥减量化、资源化和无害化技术。

背景技术

石化行业污水处理厂产生的剩余污泥中含有大量病原菌、重金属(如铅、铬、镉等)，以及多氯联苯、二嗯英、多环芳烃等难降解的有毒有害物，稳定性差，并常伴有恶臭气味，且污泥中有机物含量低、可生化性差、处理困难。随着国家对环境保护要求的提高，对污泥的处理也提出了更严格的要求。

目前，含油污泥已被列入《国家危险废物目录》中的废矿物油类，必须对含油污泥进行无害化处理。国内外处理含油污泥的方法一般有：焚烧法、热洗涤法、溶剂萃取法、化学破乳法、固液分离法等。然而由于投资、处理效果及操作成本等原因，大部分石化污泥处理的技术未能在国内普及应用。

厌氧消化具有可以有效地减少污泥体积、稳定污泥的性质、减少污泥恶臭、提高污泥的卫生质量、降低污泥中污染物含量等优点。然而，目前研究发现石化污泥厌氧生化转化效率较低、工艺复杂、且厌氧消化过程对石化污泥中的有机污染物不能有效的降解，核心原因在于缺乏高效的厌氧生物转化装备。

经过对污泥厌氧生物转化相关的方法和装备的相关专利进行检索，其结果如下：专利号CN 103508617 A公布了一种石化污泥减量化的方法及其处理装置，报道将超声与氧化性气体联合预处理污泥，然后对污泥进行厌氧消化处理，该方法可以一定程度上实现污泥的减量化，但是存在着工艺复杂、投资和运行成本高、反应器传质效率不高、污染物降低幅度低等缺点。另有文献报道用超声波预处理，然后厌氧消化进行减量化，该种方法对剩余污泥的处理减量可以达到25％，但石化污泥与普通的城市污泥明显不同，且该种方法对污泥减量化程度略低，对石化污泥不一定适用。李海涛等(2013)研究了厌氧折流板反应器在厌氧消化处理石化剩余污泥的研究，研究发现系统运行不稳定，且生物转化效率低，对有机污染物不能有效的去除。

综上，这些限制因素严重影响了石化污泥的减量化、无害化及资源化利用。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种污泥厌氧生物反应器，能够使污泥与微生物充分接触，利于提高污泥厌氧消化的效率，利于实现石化污泥的无害化、减量化和资源化，利于降低石化污泥厌氧消化投资成本及运行成本。

为实现上述技术目的，本实用新型采用以下的技术方案：

污泥厌氧生物反应器，包括罐体，所述罐体内设置有射流布水装置和射流搅拌装置；

所述射流搅拌装置包括上端大而下端小呈锥形的第一混合室，所述第一混合室内设置有喷嘴；所述第一混合室的上端设置有第一污液进口，所述第一混合室的下端连接有第一喉管，所述第一喉管连接有上端小而下端大呈锥形的扩散管。

作为优选，所述射流布水装置包括外端大而内端小亦呈锥形的第二混合室，所述第二混合室内设置有喷射管；所述第二混合室的外端设置有第二污液进口，所述第二混合室的内端连接有第二喉管，所述第二喉管连接有涡旋筒。

作为优选，所述罐体外设置有温度调节装置。

作为优选，所述罐体的上部设置有观察镜。

作为优选，所述罐体的上部设置有沼气出口，所述沼气出口连接有气体收集装置。

作为优选，所述罐体为圆柱形，反应器为全混合式反应器。

与现有技术相比，本污泥厌氧生物反应器具有至少以下有益效果：

(1)整体结构设计简单，主要构件是罐体、布水装置、搅拌装置、温度调节装置，使用维护方便；

(2)搅拌装置及布水装置采用射流技术，设备运行平均能耗低，搅拌效果好，内部无浮渣层，污泥与微生物接触充分；

(3)温度调节装置设置在反应器的外部，提高了对反应器内部容积的利用，便于维修。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是射流搅拌装置的结构示意图；

图3是射流布水装置的结构示意图。

图中：1-罐体；11-沼气出口；12-循环进管；13-循环出管；14-观察镜；15-进水口；16-出水口；17-取样口；18-放空管；2-射流布水装置；21-第二混合室；23-喷射管；24-第二污液进口；25-第二喉管；26-涡旋筒；3-射流搅拌装置；31-第一混合室；32-喷嘴；33-第一污液进口；34-第一喉管；35-扩散管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1至图3所示，污泥厌氧生物反应器，其为全混合式反应器，包括罐体1，罐体最好为圆柱形，能够适应较高的固形物冲击；所述罐体1内设置有射流布水装置2和射流搅拌装置3；所述罐体1的上部设置有观察镜14，罐体1上设置有沼气出口11、进水口15、出水口16、取样口17，罐体1底部设置有放空管18，所述沼气出口11可以连接气体收集装置，便于进行沼气回收利用；所述罐体1上设置有循环进管12和循环出管13，罐体1外设置有温度调节装置(图中未示出)，温度调节装置可以采用泥水换热器对循环的污泥进行温度调节，泥水换热器在反应器外部，不占用反应器空间，便于搅拌的进行及泥水换热器的维修。

参考图2，所述射流搅拌装置3包括上端大而下端小呈锥形的第一混合室31，所述第一混合室31内设置有与喷射装置相连接的喷嘴32；所述第一混合室31的上端设置有第一污液进口33，所述第一混合室31的下端连接有第一喉管34，所述第一喉管34连接有上端小而下端大呈锥形的扩散管35；喷射泵从罐体底部抽出消化液，压入喷射装置中，从喷嘴中喷出的液流以15m/s的速度喷入锥形的第一混合室31内，使压力能转换为速度能，在喷嘴出口区形成真空，从而把罐内消化液和液面浮渣一起吸入，两股不等量的介质进入第一混合室31后进行混合，震荡形成吸壁效应，最后在扩散管35把速度能还原成为压力能，从扩散管35出口快速喷出，从而在罐体内形成上下回流，达到罐内液体混合、中和的目的。

参考图3，所述射流布水装置2包括外端大而内端小亦呈锥形的第二混合室21，所述第二混合室21内设置有喷射管23；所述第二混合室21的外端设置有第二污液进口24，所述第二混合室21的内端连接有第二喉管25，所述第二喉管25连接有涡旋筒26；进水经喷射管23进入第二喉管25，同时由于负压吸入厌氧水和活性污泥，混合后经涡旋筒26进一步混合形成漩涡，进一步加剧了罐体内原水与活性污泥的混合，提高了厌氧反应效率。

本污泥厌氧生物反应器的运行方式如下：将预处理后的石化污泥通过螺杆泵泵入罐体1中，接种高效厌氧微生物菌剂，通过射流搅拌装置3使石化污泥与微生物进行充分的接触，厌氧消化的温度为50度，发酵过程中温度保持恒定，厌氧发酵的周期为20天。该过程对石化污泥总挥发性固体减量化达到50％以上，有机污染物含量降低50％，污泥的脱水性能提高2倍以上，解决了石化污泥在进行厌氧消化时污泥与微生物接触不充分、易产生死区等问题，同时获得了清洁的沼气，工艺流程简单，厌氧反应装备构造简单，能富集功能微生物，成本低廉，具有较大的应用价值。

下面根据上述工艺对南京某石化水厂的石化污泥进行处理，该石化水厂的石化废水采用活性污泥法，污泥经过预处理后含水约4.5％。取约10吨含固率为4.5％的石化污泥，经过测定有机污染物的量严重超标，具有臭味，极难脱水。

高温厌氧生物消化：将水热处理后的石化污泥通过螺杆泵泵入全混合的厌氧反应器中，厌氧反应器的体积为3000L，温度为39度，发酵过程中温度保持恒定，厌氧发酵的周期为20天。厌氧消化过程中对污泥的相关理化性质进行了分析，发现厌氧消化过程中污泥中的有机污染物的含量大幅度降低，发酵结束后多环芳烃降解率达到50％以上，总挥发性固体减量化达50％以上，污泥的脱水性能提高了2.5倍。

沼气脱水脱硫及存贮：污泥厌氧消化后产生的沼气经过脱水脱硫后存贮双模储气柜中，通过沼气锅炉用于反应器的保温，多余的沼气用作其他用途。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.污泥厌氧生物反应器，包括罐体(1)，其特征在于：所述罐体(1)内设置有射流布水装置(2)和射流搅拌装置(3)；

所述射流搅拌装置(3)包括上端大而下端小呈锥形的第一混合室(31)，所述第一混合室(31)内设置有喷嘴(32)；所述第一混合室(31)的上端设置有第一污液进口(33)，所述第一混合室(31)的下端连接有第一喉管(34)，所述第一喉管(34)连接有上端小而下端大呈锥形的扩散管(35)。

2.如权利要求1所述的污泥厌氧生物反应器，其特征在于：所述射流布水装置(2)包括外端大而内端小亦呈锥形的第二混合室(21)，所述第二混合室(21)内设置有喷射管(23)；所述第二混合室(21)的外端设置有第二污液进口(24)，所述第二混合室(21)的内端连接有第二喉管(25)，所述第二喉管(25)连接有涡旋筒(26)。

3.如权利要求1所述的污泥厌氧生物反应器，其特征在于：所述罐体(1)外设置有温度调节装置。

4.如权利要求1所述的污泥厌氧生物反应器，其特征在于：所述罐体(1)的上部设置有沼气出口(11)，所述沼气出口(11)连接有气体收集装置。

5.如权利要求1所述的污泥厌氧生物反应器，其特征在于：所述罐体(1)的上部设置有观察镜(14)。

6.如权利要求1至5任一项所述的污泥厌氧生物反应器，其特征在于：所述罐体(1)为圆柱形，反应器为全混合式反应器。