CN210764551U - 一种高浓度有机废水处理反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高浓度有机废水处理反应器，该反应器本体内由下至上依次设置下层布水系统、上层布水系统、下层三相分离器、上层斜板分离器，反应器本体顶部设有气液分离器，下层布水系统和上层布水系统均与进水管相连接，下层三相分离器的顶部设有与气液分离器相连接的下层沼气上升管，上层斜板分离器的上方设有上层沼气上升管和出水管，上层沼气上升管的出口端与气液分离器相连接；气液分离器的底部设有下降管，气液分离器的顶部设有导气管。本实用新型反应器具有能耗低、出水水质好、沼气产量大、无异味的特点，能强化均匀布水，使泥水充分混合，对污染物有较高的去除效率，并且通过内循环水对进水进行稀释，使得系统抗冲击能力强，实现反应器长期稳定运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及废水处理设备技术领域，具体是一种高浓度有机废水处理反应器。
背景技术
目前，高浓度有机废水处理方式主要有物理法、化学法和生物法。其中物化法和化学法具有去除效率低，处理成本高等特点，而且化学法引入的化学药品还会造成二次污染物。厌氧技术是高浓度有机废水处理中常用的生化处理技术，也是目前最经济的高浓有机废水处理技术，在处理污染物的同时还产生附加效益，给人类的污水处理带来了非常大的益处，因此人们一直在努力发展新的厌氧技术，开发更多优点的厌氧反应器。厌氧技术是通过污泥中的微生物将废水中的有机物转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，故废水与污泥是否充分混合对有机物的去除至关重要。通常厌氧反应器采用的内部泥水混合有几种方式：(1)不设搅拌设备，利用本身产生的沼气和进水来搅动，这种反应器内有短流现象，影响处理能力，运行启动时间长，对水质和负荷突然变化比较敏感；(2)外部循环水搅拌，利用循环泵将反应器顶部的水或者出水送至反应器下部，加大上升流速，使泥水混合，这种混合方式需要外部动力，能耗高，同时也存在死区；(3)机械搅拌，在反应器底部设置搅拌桨，顶部设置电机，二者通过连接轴连接，由电机带动搅拌桨进行搅拌，而此种方式能耗高，振动大，噪音大，而且厌氧反应器通常较高，连接轴过长，很容易出现故障。
因此，目前应用于高浓度有机废水处理项目的装置中大多存在处理效率低、能耗高、有机负荷低、布水不均匀、抗冲击负荷能力不强等问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题提供一种高浓度有机废水处理反应器，该反应器具有能耗低、去除效率高、出水水质好、沼气产量大、无异味的优点，能克服传统装置存在的问题。
本实用新型以如下技术方案解决上述技术问题：
本实用新型一种高浓度有机废水处理反应器，包括反应器本体，反应器本体内由下至上依次设置下层布水系统、上层布水系统、下层三相分离器、上层斜板分离器，反应器本体顶部设有气液分离器，下层布水系统和上层布水系统均与进水管相连接，下层三相分离器的顶部设有与气液分离器相连接的下层沼气上升管，上层斜板分离器的上方设有上层沼气上升管和出水管，上层沼气上升管的出口端与气液分离器相连接；下层布水系统与下层三相分离器之间形成高负荷反应区，下层三相分离器与上层斜板分离器之间形成低负荷反应区；气液分离器的底部设有伸入高负荷反应区的下降管，气液分离器的顶部设有导气管。
本实用新型所述出水管的出水端连接旋流分离器，以进一步进行泥水分离。
本实用新型所述下层布水系统包括下层布水管和布水罩，下层布水管位于布水罩的下方，下层布水管上设有出水孔，进入下层布水管的废水经出水孔喷出，并经布水罩后形成上升旋流。
本实用新型所述上层布水系统包含上层布水主管及数根布水支管，上层布水主管环绕在反应器本体外侧，数根布水支管的一端与上层布水主管相连接，另一端伸入反应器本体内并连接喷嘴，且喷嘴均朝同一同心圆的切线方向喷射。
本实用新型所述布水支管设置四根，且均匀排布，与布水支管连接的喷嘴呈水平方向排布。
本实用新型所述反应器本体为全密封式反应器。
本实用新型所述下层布水系统、上层布水系统均由不锈钢材料制成，且均通过支撑架安装在反应器本体上；所述下层三相分离器、上层斜板分离器均采用PP板材料制成。
本实用新型高浓度有机废水处理反应器具有以下有益效果：
1)本实用新型采用两层布水系统，下层布水系统通过下层布水管和布水罩在反应器底部旋流布水，形成上升污泥膨胀床，上层布水系统进一步加大污泥床的搅动，使得泥水充分混合，传质效果好，在这一区域内形成高负荷反应区，大部分污染物在这一区域被去除。
2)本实用新型将经过高负荷反应区和低负荷区处理后的废水通过沼气的气提作用上升至位于反应器顶部气液分离器，之后在重力作用下回流至反应器底部与进水混合，在不需要外部动力的情况下实现内循环，对进水进行稀释，使得反应器对进水负荷突变适应能力强，抗毒性强，为反应器稳定运行提供保障。
3)本实用新型的各系统协同作用下，实现对不同行业的高浓度有机废水进行高效处理，具有能耗低、去除效率高、出水水质好、沼气产量大、无异味的特点。
附图说明
图1是本实用新型一种高浓度有机废水处理反应器的结构示意图。
图2是图1中A-A处的剖面图。
图中：1-进水管，2-下层布水管，3-布水罩，4-上层布水支管，5-上层布水主管，6-喷嘴，7-下层三相分离器，8-下降管，9-下层沼气上升管，10-上层斜板分离器，11-气液分离器，12-旋流分离器，13-上层沼气上升管，14-导气管，15-出水管，16-反应器本体。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步非限制性的详细描述。
如图1所示，本实用新型一种高浓度有机废水处理反应器，包括反应器本体16，反应器本体16内由下至上依次设置下层布水系统、上层布水系统、下层三相分离器7、上层斜板分离器10，反应器本体16顶部设有气液分离器11；下层布水系统包括下层布水管2和布水罩3，下层布水管2位于布水罩3的下方，下层布水管2上均布有多个出水孔，下层布水管2与进水管1相连接，进入下层布水管2的废水经出水孔喷出，并经布水罩2后可形成上升旋流；上层布水系统包含上层布水主管5及数根布水支管4，上层布水主管5环绕在反应器本体16外侧，数根布水支管4的一端与上层布水主管5相连接，另一端伸入反应器本体16内并连接喷嘴6，且喷嘴6均朝同一同心圆的切线方向喷射，上层布水主管5与进水管1相连接；下层三相分离器7的顶部设有与气液分离器11相连接的下层沼气上升管9，上层斜板分离器10的上方设有上层沼气上升管13和出水管15，上层沼气上升管13的出口端与气液分离器11相连接；下层布水系统与下层三相分离器7之间形成高负荷反应区，下层三相分离器7与上层斜板分离器10之间形成低负荷反应区；气液分离器11的底部设有伸入高负荷反应区的下降管8，气液分离器11的顶部设有导气管14。
为了进一步进行泥水分离，在出水管15的出水端连接有旋流分离器12。
作为优选，本实例采用的布水支管4为四根，且均匀排布，与布水支管4连接的喷嘴6呈水平方向排布。
本实用新型采用的反应器本体为全密封设计，可以实现无异味排放效果。
本实用新型所述的下层布水系统、上层布水系统均由不锈钢材料制成，且均通过支撑架安装在反应器本体上；所述的下层三相分离器7、上层斜板分离器10均采用PP板材料制成。
本实用新型高浓度有机废水处理反应器的工作过程如下：
废水经进水管1进入下层布水系统的下层布水管2和上层布水系统的上层布水主管5。废水通过下层布水管2进入反应器后从下层布水管2上的若干布水孔喷出，经过布水罩3后形成上升旋流，与厌氧污泥初步混合。同时，部分废水进入上层布水主管5之后由布水支管4进入反应器内，通过喷嘴6向反应器内喷射，设置的四个喷嘴都是朝同一同心圆的切线方向水平喷射。该布水方式可以加大内部旋流，使得废水与污泥充分混合，加大传质效果，对有机物进行高效去除。
在高负荷反应区内，废水中50％-70％的有机物被去除。在高负荷反应区处理后的废水上升进入下层三相分离器7进行泥水分离，污泥回流至高负荷反应区，废水进入低负荷反应区进一步处理，20％-30％的有机物在这一区域被去除。之后废水经过上层斜板分离器10进行泥水分离，污泥回流至低负荷反应区，处理后的废水从位于上层斜板分离器10上方的出口管15排出，在重力作用下进入旋流分离器12，进一步泥水分离后排出。高负荷区产生的沼气被下层三相分离器7搜集并通过下层沼气上升管9引至气液分离器11，低负荷反应区产生的沼气经过上层沼气上升管13进入气液分离器11，使高负荷反应区和低负荷反应区产生的沼气在气液分离器11混合，沼气在上升进入气液分离器11的过程中携带的废水在气液分离器11内与沼气分离后通过下降管8回流至布水罩3上方与进水混合，该回流水对进水起到稀释作用，使得系统抗冲击负荷的能力和抗毒性能力大大加强。而分离后的沼气从气液分离器11顶部的导气管14排出。反应器顶部为全密封设计，无异味散至周围环境。
本实用新型采用的下层布水系统和上层布水系统均设置有控制阀门、流量计、止回阀，可对上下布水系统流量进行控制。
本实用新型高浓度有机废水处理反应器，其优点在于：1)采用两层布水系统，使泥水充分混合，加大传质效果，有较好的去除效果；2)加强内循环，抵抗负荷冲击能力强，有较高的容积负荷；3)将有机污染物转化为沼气，资源重新利用；4)反应器封闭无异味，对环境友好。
下面是本实用新型高浓度有机废水处理反应器于2019年初应用在广西南宁市宾阳县某纸厂对其1200m3/d(70％废纸浆，30％化机浆)浆制浆和造纸生产线混合废水进行处理的相关数据：
上表为提取七天的运行数据。根据表格可看出，当本实用新型反应器的进水COD在3000mg/L左右时,出水在1000mg/L左右，对污染物的去除率稳定在60％以上，处理效果较好，虽然进水有所波动，但出水未受进水波动影响。
可见本实用新型高浓度有机废水处理反应器对污染物有较高的去除效率，系统抗冲击能力强，可长期稳定运行。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型技术构思及特点，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高浓度有机废水处理反应器，包括反应器本体(16)，其特征在于，所述反应器本体(16)内由下至上依次设置下层布水系统、上层布水系统、下层三相分离器(7)、上层斜板分离器(10)，反应器本体(16)顶部设有气液分离器(11)，下层布水系统和上层布水系统均与进水管(1)相连接，下层三相分离器(7)的顶部设有与气液分离器(11)相连接的下层沼气上升管(9)，上层斜板分离器(10)的上方设有上层沼气上升管(13)和出水管(15)，上层沼气上升管(13)的出口端与气液分离器(11)相连接；下层布水系统与下层三相分离器(7)之间形成高负荷反应区，下层三相分离器(7)与上层斜板分离器(10)之间形成低负荷反应区；气液分离器(11)的底部设有伸入高负荷反应区的下降管(8)，气液分离器(11)的顶部设有导气管(14)。
2.根据权利要求1所述高浓度有机废水处理反应器，其特征在于，所述出水管(15)的出水端连接旋流分离器(12)，以进一步进行泥水分离。
3.根据权利要求1或2所述高浓度有机废水处理反应器，其特征在于，所述下层布水系统包括下层布水管(2)和布水罩(3)，下层布水管(2)位于布水罩(3)的下方，下层布水管(2)上设有出水孔，进入下层布水管的废水经出水孔喷出，并经布水罩后形成上升旋流。
4.根据权利要求1或2所述高浓度有机废水处理反应器，其特征在于，所述上层布水系统包含上层布水主管(5)和数根布水支管(4)，上层布水主管(5)环绕在反应器本体(16)外侧，数根布水支管(4)的一端与上层布水主管(5)相连接，另一端伸入反应器本体内并连接喷嘴(6)，且喷嘴均朝同一同心圆的切线方向喷射。
5.根据权利要求4所述高浓度有机废水处理反应器，其特征在于，所述布水支管设置四根，且均匀排布，与布水支管连接的喷嘴呈水平方向排布。
6.根据权利要求1或2所述高浓度有机废水处理反应器，其特征在于，所述反应器本体为全密封式反应器。
7.根据权利要求1或2所述高浓度有机废水处理反应器，其特征在于，所述下层布水系统、上层布水系统均由不锈钢材料制成，且均通过支撑架安装在反应器本体上；所述下层三相分离器、上层斜板分离器均采用PP板材料制成。
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