CN206014509U - 一种两相分离内外循环厌氧反应器 - Google Patents

一种两相分离内外循环厌氧反应器 Download PDF

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邵云海
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Abstract

本实用新型涉及一种两相分离内外循环厌氧反应器,包括厌氧反应器本体、脉冲虹吸布水器和循环泵,厌氧反应器本体包括罐体、集气箱、出水口和排泥放空口,集气箱顶部封闭并设有沼气出口;脉冲虹吸布水器安装于集气箱上方,包括脉冲装置、中央虹吸管和穿孔管布水器,中央虹吸管两端分别连接穿孔管布水器和脉冲装置,穿孔管布水器延伸至罐体的底部;脉冲装置设有一污水入口和一回流入口;循环泵通过管道与罐体和回流入口相连通。本实用新型利用循环泵将反应区上方的泥水混合液提升,混合液经脉冲虹吸布水器布水重新返回到反应区底部,形成强制外循环,促进泥水充分接触反应,同时具有结构简单、耐冲击负荷能力强、污泥不易流失、处理效果好等特点。

Description

一种两相分离内外循环厌氧反应器
技术领域
本实用新型属于水处理技术领域,涉及一种污水处理系统中的厌氧反应器,特别地,涉及一种两相分离内外循环厌氧反应器。
背景技术
厌氧生物处理是处理有机废水的一种重要方法。目前应用较多的厌氧反应器有UASB(上流式厌氧污泥床)、IC(内循环厌氧反应器)等多种厌氧生物反应器。正常情况下,要提高厌氧生物处理的效果,除了要提供给微生物一个良好的生存环境外,保持反应器内的高污泥浓度、维持良好的传质效果也是关键因素。UASB作为第二代厌氧反应器的代表,主要依靠颗粒污泥的形成和三相分离器的作用,使得污泥在反应器中滞留,实现了污泥停留时间(SRT)>水力停留时间(HRT),从而提高了反应器内污泥浓度,但是在运行过程中,由于高径比的限制,反应器内部上升流速不可能过高,否则会导致污泥流失,加重后续处理的负担,这样就存在着传质过程并不理想、反应器容积负荷较低的缺点。
IC厌氧反应器作为UASB的改进型,在整个反应器中保持了相对较高的水流上升速度,反应器具有高效、高负荷、占地少等优点,但反应器内部安装上下两层三相分离器,整个反应器要求较大的高径比,反应器高度大,施工难度大。
上述厌氧反应器所采用的三相分离器和沼气收集系统的结构较复杂,反应器内的固液分离区(沉淀区)位于三相分离器上方,如果三相分离器分离效果欠佳,将对固液分离产生严重影响,引起污泥流失。
实用新型内容
为解决上述问题,本实用新型的目的在于提供一种结构简单、耐冲击负荷能力强、处理效果好的两相分离内外循环厌氧反应器。
为实现上述目的,本实用新型提供了一种两相分离内外循环厌氧反应器,其包括厌氧反应器本体、脉冲虹吸布水器和循环泵,所述厌氧反应器本体包括罐体、分别设于罐体上部的集气箱和出水口、设于罐体底部的排泥放空口,所述集气箱顶部封闭并设有沼气出口;所述脉冲虹吸布水器安装于集气箱上方,包括脉冲装置、中央虹吸管和穿孔管布水器,所述中央虹吸管两端分别连接穿孔管布水器和脉冲装置,穿孔管布水器延伸至罐体的底部,所述脉冲装置设有一污水入口和一回流入口;所述循环泵通过管道与罐体和回流入口相连通。
进一步地,所述厌氧反应器本体内腔分为布水搅拌区、完全混合反应区和气液分离区,所述集气箱设于所述气液分离区的上方,穿孔管布水器延伸至布水搅拌区的底部。
进一步地,所述循环泵通过管道与所述完全混合反应区连通。
进一步地,所述集气箱为圆柱形,底部为喇叭形敞口,喇叭形敞口伸入罐体内,集气箱的轴线与罐体的轴线重合。
进一步地,所述集气箱内套设有导流筒,呈圆柱形,顶部开口,底部为喇叭形敞口。
进一步地,所述导流筒伸入集气箱的部分与集气箱之间形成导流缝。
进一步地,所述导流缝下方设有斜向下的导流板,所述导流板、所述罐体的内壁和所述集气箱之间形成一固液分离区。
本实用新型的两相分离内外循环厌氧反应器还设置为:所述导流筒的圆柱形顶面高于集气箱喇叭形敞口的上截面,导流筒的轴线与集气箱的轴线重合。
本实用新型的两相分离内外循环厌氧反应器还设置为:所述导流板和集气箱之间连接有沼气导管,用以将导流板下方且位于导流板与罐体内壁之间间隙中的沼气导至集气箱。
本实用新型的两相分离内外循环厌氧反应器还设置为:所述集气箱的内腔顶部设有用于去浮渣的喷淋装置。
本实用新型的两相分离内外循环厌氧反应器还设置为:所述厌氧反应器本体内的上部设有环形溢流堰。
与现有技术相比,本实用新型具有如下有益效果:
1、反应器利用循环泵形成强制外循环,在反应器内部形成较高的上升流速,加强了反应区内泥水的混合效果,传质效率高,厌氧反应效果好,耐冲击负荷能力强。
2、反应器内沼气与泥水混合液的分离、污泥与废水的分离在不同的区域进行,使气液两相分离、固液两相分离分区进行,互不干扰,分离效果好。
3、固液分离区的泥、水分离后,厌氧活性污泥在重力作用下沿导流缝回到反应区,实现污泥的内循环,不存在污泥流失;
4、反应器内部结构简单,池容利用率高,有利于提高运行效率,降低投资和运行费用。
5、反应器利用脉冲虹吸布水器进行均匀布水,同时进行间歇脉冲搅拌,瞬时布水强度大,搅拌效果好,无能耗,维护管理方便。
附图说明
图1是本实用新型优选实施例的结构示意图。
图中标记:1、罐体;2、集气箱;3、导流筒;4、导流板;5、排泥放空口;6、出水口;7、沼气出口;8、喷淋装置;9、污水入口;10、回流入口;11、导流缝;12、脉冲装置;13、中央虹吸管;14、穿孔管布水器;15、循环泵;16、沼气导管;17、布水搅拌区;18、完全混合反应区;19、气液分离区;20、固液分离区;21、环形溢流堰。
具体实施方式
请参阅说明书附图1所示,本实用新型为两相分离内外循环厌氧反应器,其包括厌氧反应器本体、脉冲虹吸布水器和循环泵15,所述厌氧反应器本体包括罐体1、分别设于罐体1上部的集气箱2和出水口6、设于罐体1底部的排泥放空口5,所述集气箱2顶部封闭并设有沼气出口7;所述脉冲虹吸布水器安装于集气箱2上方,包括脉冲装置12、中央虹吸管13和穿孔管布水器14,所述中央虹吸管13两端分别连接穿孔管布水器14和脉冲装置12,穿孔管布水器14延伸至罐体1的底部,所述脉冲装置12设有一污水入口9和一回流入口10;所述循环泵15通过管道与罐体1和回流入口10相连通。
本实用新型内外循环厌氧反应器利用循环泵15形成强制外循环,在反应器内部形成较高的上升流速,加强了反应区内泥水的混合效果,传质效率高,厌氧反应效果好,耐冲击负荷能力强。厌氧反应所产的沼气与污水和污泥的混合液在罐体1内实现气、液两相分离,厌氧污泥下沉返回,实现了污泥的内循环,上清液溢流排出。内外循环厌氧反应器内部结构简单,池容利用率高,有利于提高运行效率,降低了投资和运行费用,并且利用脉冲虹吸布水器进行均匀布水,同时进行间歇脉冲搅拌,瞬时布水强度大,搅拌效果好,无能耗,维护管理方便。最后,排泥放空口5还可用于定期将罐体1底部的污泥排除以清洗罐体1,再重新补入厌氧污泥后,进一步保证反应效果。
进一步地,所述厌氧反应器本体内腔分为布水搅拌区17、完全混合反应区18和气液分离区19,所述集气箱2设于所述气液分离区19的上方,穿孔管布水器14延伸至布水搅拌区17的底部。本实用新型优选实施例内沼气与泥水混合液的分离、污泥与废水的分离在不同的区域进行,互不干扰,分离效果好。
进一步地,所述循环泵15通过管道与所述完全混合反应区18连通。
进一步地,所述集气箱2为圆柱形,底部为喇叭形敞口,喇叭形敞口伸入罐体1内,集气箱2的轴线与罐体1的轴线重合。
进一步地,所述集气箱2内套设有导流筒3,呈圆柱形,顶部开口,底部为喇叭形敞口。
进一步地,所述导流筒3伸入集气箱2的部分与集气箱2之间形成导流缝11。
进一步地,所述导流缝11下设有斜向下的导流板4,所述导流板4、所述罐体1的内壁和所述集气箱2之间形成一固液分离区20。
本实用新型优选实施例,使气液两相分离、固液两相分离分区进行,效果更佳。气液、固液分离区20的泥、水、沼气分离后,厌氧活性污泥在重力作用下沿导流缝11回到反应区,实现污泥的内循环,不存在污泥流失。
本实用新型的两相分离内外循环厌氧反应器还设置为:所述导流筒3的圆柱形顶面高于集气箱2喇叭形敞口的上截面,导流筒3的轴线与集气箱2的轴线重合。
本实用新型的两相分离内外循环厌氧反应器还设置为:所述导流板4和集气箱2之间连接有沼气导管16,用以将导流板4下方且位于导流板4与罐体1内壁之间间隙中的沼气导至集气箱2。
所述集气箱2的内腔顶部设有用于去浮渣的喷淋装置8。
本实用新型的两相分离内外循环厌氧反应器还设置为:所述厌氧反应器本体内的上部设有环形溢流堰21。
正常工作过程中,污水通过污水入口9进入脉冲装置12,完全混合反应区18的混合液经循环泵15提升后由回流入口10进入脉冲装置12,污水和回流的混合液充分混合后在周期性的脉冲虹吸作用下经穿孔管布水器14进入反应器本体底部,并迅速与布水搅拌区17内的废水充分混合,然后向上流动进入完全混合反应区18与废水中的厌氧活性污泥进行接触反应,水中有机物经历水解、产酸、产甲烷过程被降解为甲烷、二氧化碳和水。反应后的厌氧污泥和所产沼气的混合物随水流上升进入气液分离区19。在上升过程中混合液中的气泡互相碰撞,小气泡逐渐凝聚成大气泡,最终破裂释放,与厌氧污泥及污水分离,释放出的沼气进入集气箱2,并通过沼气出口7引出;厌氧污泥则随水流向外流出导流筒3并沿着导流缝11进入反应器的固液分离区20,厌氧污泥在重力作用下顺着导流板4向下滑落至反应器的混合反应区,分离后的清液则上升至固液分离区20上部,通过环形溢流堰和出水口6排出。
特别地,集气箱2内部设置喷淋装置8,利用液体与泡沫的撞击作用消除反应器内废水表面的泡沫浮渣。
由于脉冲虹吸布水器的工作过程不连续,它能够在很短的时间将几分钟内进入脉冲装置12的污水和回流混合液的混合物均匀地分布于罐体1底部,布水强度很大,可在布水搅拌区17内实现快速充分混合,有效避免了穿孔管布水器14孔口的堵塞,使得污泥迅速吸附污水中大部分溶解性有机物。另一方面,反应器利用循环泵15将完全混合反应区18上方的泥水混合液提升后通过穿孔管布水器14均匀布水后重新返回到反应区下方,由此使水流在反应器内形成较高的上升流速,使泥水充分混合反应。反应后的混合物在气液分离区19实现沼气与污水、污泥混合液的分离,之后在固液分离分区实现泥、水的分离,厌氧污泥因重力作用下沉返回至完全混合反应区18,实现污泥的内循环,保证厌氧反应所需要的污泥浓度,使有机污染物得到充分地降解,实现两相分离内外循环厌氧反应器的高效稳定地运行。
以上实施例仅为本实用新型的一种实施方式,其描述较为具体和详细,但不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。其具体结构和尺寸可根据实际需要进行相应的调整。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种两相分离内外循环厌氧反应器,其特征在于:包括厌氧反应器本体、脉冲虹吸布水器和循环泵(15),所述厌氧反应器本体包括罐体(1)、分别设于罐体(1)上部的集气箱(2)和出水口(6)、设于罐体(1)底部的排泥放空口(5),所述集气箱(2)顶部封闭并设有沼气出口(7);所述脉冲虹吸布水器安装于集气箱(2)上方,包括脉冲装置(12)、中央虹吸管(13)和穿孔管布水器(14),所述中央虹吸管(13)两端分别连接穿孔管布水器(14)和脉冲装置(12),所述穿孔管布水器(14)延伸至罐体(1)的底部;所述脉冲装置(12)设有一污水入口(9)和一回流入口(10);所述循环泵(15)通过管道与罐体(1)和回流入口(10)相连通。
2.如权利要求1所述的两相分离内外循环厌氧反应器,其特征在于:所述厌氧反应器本体内腔分为布水搅拌区(17)、完全混合反应区(18)和气液分离区(19),所述集气箱(2)设于所述气液分离区(19)的上方,穿孔管布水器(14)延伸至布水搅拌区(17)的底部。
3.如权利要求2所述的两相分离内外循环厌氧反应器,其特征在于:所述循环泵(15)通过管道与所述完全混合反应区(18)连通,所述罐体(1)的上部设有环形溢流堰(21)。
4.如权利要求1所述的两相分离内外循环厌氧反应器,其特征在于:所述集气箱(2)为圆柱形,底部为喇叭形敞口,喇叭形敞口伸入罐体(1)内,集气箱(2)的轴线与罐体(1)的轴线重合。
5.如权利要求4所述的两相分离内外循环厌氧反应器,其特征在于:所述集气箱(2)内套设有导流筒(3),呈圆柱形,顶部开口,底部为喇叭形敞口。
6.如权利要求5所述的两相分离内外循环厌氧反应器,其特征在于:所述导流筒(3)伸入集气箱(2)的部分与集气箱(2)之间形成导流缝(11)。
7.如权利要求6所述的两相分离内外循环厌氧反应器,其特征在于:所述导流缝(11)下方设有斜向下的导流板(4),所述导流板(4)、所述罐体(1)的内壁和所述集气箱(2)之间形成一固液分离区(20)。
8.如权利要求5所述的两相分离内外循环厌氧反应器,其特征在于:所述导流筒(3)的圆柱形顶面高于集气箱(2)喇叭形敞口的上截面,导流筒(3)的轴线与集气箱(2)的轴线重合。
9.如权利要求7所述的两相分离内外循环厌氧反应器,其特征在于:所述导流板(4)和集气箱(2)之间连接有沼气导管(16),用以将导流板(4)下方且位于导流板(4)与罐体(1)内壁之间间隙中的沼气导至集气箱(2)。
10.如权利要求1至9任一所述的两相分离内外循环厌氧反应器,其特征在于:所述集气箱(2)的内腔顶部设有用于去浮渣的喷淋装置(8)。
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Denomination of utility model: A two-phase separation internal and external circulation anaerobic reactor

Effective date of registration: 20220308

Granted publication date: 20170315

Pledgee: Industrial Bank Limited by Share Ltd. Wuhan branch

Pledgor: WUHAN SENTAI ENVIRONMENTAL PROTECTION Co.,Ltd.

Registration number: Y2022420000053