CN206720850U

CN206720850U - 一种厌氧反应器

Info

Publication number: CN206720850U
Application number: CN201721164990.8U
Authority: CN
Inventors: 李海松
Original assignee: Zhihe Environmental Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Zhihe Environmental Science And Technology Co Ltd
Priority date: 2017-09-12
Filing date: 2017-09-12
Publication date: 2017-12-08
Anticipated expiration: 2027-09-12

Abstract

本实用新型公开一种ZHA‑F厌氧反应器，涉及污水处理技术领域，包括反应器罐体，所述反应器罐体内部从下到上依次包括污泥床、污泥悬浮层、三相分离器、填充层、溢流堰，所述污泥床的底层设有布水支管，所述布水支管与设置在反应器罐体底部的进水口相连接，所述填充层设有填料支架，填料支架填充填料形成填充层，所述溢流堰旁设有集水槽，所述集水槽与反应器罐体上出水口相连接，所述反应器罐体外部设有水封罐。本实用新型在提高反应器的污泥截留能力的同时可以实现反冲洗功能，防止填充层堵塞，有效提高了厌氧反应器在中、低浓度有机废水处理过程中的处理效率。

Description

一种厌氧反应器

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种用于中、低浓度有机废水处理的新型厌氧反应器。

背景技术

厌氧发酵是指在没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法，是污水处理过程中的一种重要的微生物处理工艺。在厌氧发酵过程中，复杂的有机化合物被降解、转化为简单的化合物，同时释放能量。在这个过程中，有机物的转化分为三部分进行：部分转化为CH₄，这是一种可燃气体，可回收利用；还有部分被分解为CO₂、H₂O、NH₃、H₂S等无机物，并为细胞合成提供能量；少量有机物被转化、合成为新的原生质的组成部分。由于仅少量有机物用于合成，故相比于好氧生物处理法，其污泥增长率要小得多。

由于厌氧微生物生长速率较慢，而微生物菌种的保留技术水平发展有限，因此在传统污水处理领域厌氧技术仅适用于COD浓度较高的污水，在这种条件下才能保证有足够量的厌氧微生物保留在厌氧反应器中。作为优势极其明显的厌氧生物处理技术在中、低浓度污水处理领域鲜见工程应用。

对于COD浓度低于2000mg/L的污水，在世界范围内都鲜见有厌氧技术的应用，最主要原因就是缺乏有效截留菌种的技术手段，导致相当一部分厌氧菌种随出水流出。最初研究人员试图采用UBF（Up-flow Blanket Filter，厌氧复合床）反应器截留菌种，但由于对厌氧菌种生长特性理解深度不足，再加上新材料发展受限，反应器非常容易堵塞，从而造成短流现象时常发生，无法实现低浓度水的厌氧稳定处理。国际上目前研究热点集中在采用膜截流微生物的方式开发出了AnMBR（Anaerobic Membrane Bioreactor，厌氧膜生物反应器）工艺。但是由于厌氧反应器中无法采用大量曝气冲涮的方式解决膜污染问题，导致膜通量迅速降低，从而使膜的损耗非常快。因此，高昂的投资和运行费用使AnMBR工艺无法工业化运用。

发明内容

本实用新型旨在提供一种适用于处理中、低浓度有机废水的新型厌氧反应器。

本实用新型的技术方案是按照以下方式实现的：

一种新型厌氧反应器（ZHA-F反应器），包括反应器罐体，所述反应器罐体内部从下到上依次包括污泥床、污泥悬浮层、三相分离器、填充层、溢流堰，所述污泥床的底层设有布水支管，所述布水支管与设置在反应器罐体底部的进水口相连接，所述填充层设有填料支架，填料支架填充填料形成填充层，所述溢流堰旁设有集水槽，所述集水槽与反应器罐体上出水口相连接，所述反应器罐体外部设有水封罐。

所述三相分离器共分为2~6层，每一层均匀的分布有若干个集气罩，每一层设有一组集气管，所述集气管与同一层集气罩相连通，同一层的集气罩分布在相同水平高度，上下两层的集气罩交错均匀分布，每一层集气罩的总体覆盖面积为反应器罐体横截面积的50%~80%。

所述集气罩为圆锥形，锥角为60°~90°，所述集气罩顶部设有导气孔，每个集气罩上设有3~6个溢气孔，所述集气罩下部边缘连有垂直向下的下折板。

所述溢气孔的形状为矩形，所述溢气孔的长度为圆锥形集气罩母线长度的1/3~1/2，所述溢气孔的长宽比为（5~10）：1，所述溢气孔位于集气罩侧面上，矩形溢气孔的底边与集气罩下部边缘平齐，相邻两层集气罩上设有不同长度的溢气孔，下层溢气孔的长度为上层溢气孔长度的70%~90%，所述溢气孔在集气罩上均匀分布。

所述填料选自PLA或PVC制成的圆柱体、球体以及不规则形状的沸石、火山岩、活性炭中的一种或多种，所述填料的粒径为10~50mm。所述填料具有比表面积大，布水、布气性能好，挂膜容易等特点，有利于微生物代谢过程中所需的营养物质与代谢产生的废物的传质过程。

所述填料按粒径大小分三层进行填装，上层填料粒径为10~15mm，中层填料粒径为15~35mm，下层填料粒径为35~50mm，上层、中层、下层填料的填充高度比为1：（1~2）：（1~3）。填料从上到下粒径逐渐变大的填充方式，有利于提升填料对污泥的截留效果。

所述水封罐设有一级沼气收集管道、二级沼气收集管道和沼气排出管道，所述一级沼气收集管道出口和二级沼气收集管道出口均在水封液面以下，且一级沼气收集管道出口和二级沼气收集管道出口的水封高度不同，所述水封罐侧面设有水封进水口和水封出水口。通过不同的水封高度产生的液压调节集气罩下的液面高度，从而控制气体从溢气孔中流出，对填充区进行反冲洗。

工作原理：在ZHA-F厌氧反应器罐体下部存有大量的厌氧活性污泥，具有良好沉降性能的污泥在ZHA-F厌氧反应器罐体底部形成污泥床。要处理的污水从进水口经布水支管进入ZHA-F厌氧反应器罐体内，与污泥层中的污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化成为沼气。沼气以微小气泡的形式不断被释放出，其中一些气体附着在污泥颗粒上，气体在上升过程中夹杂着部分污泥颗粒。上升到三相分离器的污泥撞击三相分离器的集气罩，引起附着气泡的污泥颗粒脱气，气体释放后的污泥颗粒将沉淀到污泥床，污泥颗粒上升和沉淀的过程形成污泥悬浮层。释放后的气体以及沼气气泡被三相分离器的集气罩收集，经导气孔被集气管汇集到一起，先后经一级沼气收集管道和二级沼气收集管道进入水封罐，沼气在水封罐内进行气液分离后，经沼气排出管道排出。经过三相分离器的作用后，上升的液体中含有少量的污泥被填料截留在填充层，微生物在填料表面生长、繁殖，形成生物膜。经过填充层的液体，通过溢流堰进入集水槽，从出水口排出ZHA-F厌氧反应器。

反冲原理：当填充层产生堵塞的时候，向水封罐内补水以增加沼气管道的水封高度，集气罩下气液界面会相应降低，当气液界面低于溢气孔时，气体从上层的集气罩溢气孔急速流出，对填充层的填料产生冲击，实现冲洗功能。若堵塞严重，可以继续增加水封高度，使气体同时从多层集气罩上溢气孔流出，增加冲洗气流，提高冲洗效果。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

ZHA-F厌氧反应器在上部设有填充层，可以减少低浓度污水处理中反应器中污泥的流失，达到富集厌氧微生物的目的，增大了反应接触面积，提高了污水处理效率。

新型的三相分离器在实现气体、固体、液体有效分离的同时，可以通过改变水封罐内的水封高度，调节三相分离器集气罩下液面高度，改变气体的流通路径，实现对填充层的反冲洗功能，防止填充层堵塞的问题。

ZHA-F厌氧反应器结构简单、设计独特，在低浓度有机废水的处理领域取得了显著的环境效益和经济效益，COD去除率可达到89%以上。

附图说明

图1是ZHA-F厌氧反应器的结构示意图。

图2是三相分离器集气罩的俯视放大图。

图3是三相分离器集气罩的主视放大图。

其中：1-反应器罐体，2-进水口，3-布水支管，4-污泥床，5-污泥悬浮层，6-三相分离器，7-集气管，8-填料支架，9-填充层，10-集水槽，11-出水口，12-溢流堰，13-一级沼气收集管道，14-二级沼气收集管道，15-沼气排出管道，16-水封进水口，17-水封罐，18-水封出水口，601-集气罩，601-溢气孔，603-下折板，604-导气孔，901-上层填料，902-中层填料，903-下层填料。

具体实施方式

一种新型厌氧反应器（ZHA-F反应器），包括反应器罐体1，所述反应器罐体1内部从下到上依次包括污泥床4、污泥悬浮层5、三相分离器6、填充层9、溢流堰12，所述污泥床4的底层设有布水支管3，所述布水支管3与设置在反应器罐体1底部的进水口2相连接，所述填充层9设有填料支架8，填料支架8填充填料形成填充层9，所述溢流堰12旁设有集水槽10，所述集水槽10与反应器罐体1上出水口11相连接，所述反应器罐体1外部设有水封罐17。

所述三相分离器6共分为2~6层，每一层均匀的分布有若干个集气罩601，每一层设有一组集气管7，所述集气管7与同一层集气罩601相连通，同一层的集气罩601分布在相同水平高度，上下两层的集气罩601交错均匀分布，每一层集气罩601的总体覆盖面积为反应器罐体1横截面积的50%~80%。

所述集气罩601为圆锥形，锥角为60°~90°，所述集气罩601顶部设有导气孔604，每个集气罩601上设有3~6个溢气孔602，所述集气罩601下部边缘连有垂直向下的下折板603。

所述溢气孔602的形状为矩形，所述溢气孔602的长度为圆锥形集气罩601母线长度的1/3~1/2，所述溢气孔602的长宽比为（5~10）：1，所述溢气孔602位于集气罩侧面上，矩形溢气孔602的底边与集气罩601下部边缘平齐，相邻两层集气罩601上设有不同长度的溢气孔602，下层溢气孔602的长度为上层溢气孔602长度的70%~90%，所述溢气孔602在集气罩601上均匀分布。

所述填料选自PLA或PVC制成的圆柱体、球体以及不规则形状的沸石、火山岩、活性炭中的一种或多种，所述填料的粒径为10~50mm。

所述填料按粒径大小分三层进行填装，上层填料901粒径为10~15mm,中层填料902粒径为15~35mm，下层填料903粒径为35~50mm，上层、中层、下层填料的填充高度比为1：（1~2）：（1~3）。

所述水封罐17设有一级沼气收集管道13、二级沼气收集管道14和沼气排出管道15，所述一级沼气收集管道13出口和二级沼气收集管道14出口均在水封液面以下，且一级沼气收集管道13出口和二级沼气收集管道14出口的水封高度不同，所述水封罐17侧面设有水封进水口16和水封出水口18，通过不同的水封高度产生的液压调节集气罩601下的液面高度，从而控制气体从溢气孔602中流出，对填充区9进行反冲洗。

Claims

1.一种厌氧反应器，包括反应器罐体（1），所述反应器罐体（1）内部从下到上依次包括污泥床（4）、污泥悬浮层（5）、三相分离器（6）、填充层（9）、溢流堰（12），所述污泥床（4）的底层设有布水支管（3），所述布水支管（3）与设置在反应器罐体（1）底部的进水口（2）相连接，所述填充层（9）设有填料支架（8），填料支架（8）填充填料形成填充层（9），所述溢流堰（12）旁设有集水槽（10），所述集水槽（10）与反应器罐体（1）上出水口（11）相连接，所述反应器罐体（1）外部设有水封罐（17）。

2.根据权利要求1所述的厌氧反应器，其特征在于，所述三相分离器（6）共分为2~6层，每一层均匀的分布有若干个集气罩（601），每一层设有一组集气管（7），所述集气管（7）与同一层集气罩（601）相连通，同一层的集气罩（601）分布在相同水平高度，上下两层的集气罩（601）交错均匀分布，每一层集气罩（601）的总体覆盖面积为反应器罐体（1）横截面积的50%~80%。

3.根据权利要求2所述的厌氧反应器，其特征在于，所述集气罩（601）为圆锥形，锥角为60°~90°，所述集气罩（601）顶部设有导气孔（604），每个集气罩（601）上设有3~6个溢气孔（602），所述集气罩（601）下部边缘连有垂直向下的下折板（603）。

4.根据权利要求3所述的厌氧反应器，其特征在于，所述溢气孔（602）的形状为矩形，所述溢气孔（602）的长度为圆锥形集气罩（601）母线长度的1/3~1/2，所述溢气孔（602）的长宽比为（5~10）：1，所述溢气孔（602）位于集气罩（601）侧面上，矩形溢气孔（602）的底边与集气罩（601）下部边缘平齐，相邻两层集气罩（601）上设有不同长度的溢气孔（602），下层溢气孔（602）的长度为上层溢气孔（602）长度的70%~90%。

5.根据权利要求1所述的厌氧反应器，其特征在于，所述填料选自PLA或PVC制成的圆柱体、球体以及不规则形状的沸石、火山岩、活性炭中的一种或多种，所述填料的粒径为10~50mm。

6.根据权利要求5所述的厌氧反应器，其特征在于，所述填料按粒径大小分三层进行填装，上层填料（901）粒径为10~15mm，中层填料（902）粒径为15~35mm，下层填料（903）粒径为35~50mm，上层、中层、下层填料的填充高度比为1：（1~2）：（1~3）。

7.根据权利要求1所述的厌氧反应器，其特征在于，所述水封罐（17）设有一级沼气收集管道（13）、二级沼气收集管道（14）和沼气排出管道（15），所述一级沼气收集管道（13）出口和二级沼气收集管道（14）出口均在水封液面以下，且一级沼气收集管道（13）出口和二级沼气收集管道（14）出口的水封高度不同，所述水封罐（17）侧面设有水封进水口（16）和水封出水口（18）。