CN214004189U - 一种厌氧污泥床反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种厌氧污泥床反应器，包括反应器罐体，均匀铺设在反应器罐体底部的布水管道，安装在反应器罐体内位于上部的三相分离器，所述三相分离器包括分离器壳体，倾斜设置在分离器壳体内的隔板，将分离器分为气液分离区和固液分离区，气液分离区对应的分离器壳体侧面开设有进液口，混合液由上至下进入三相分离器内部进行气液分离，所述固液分离区对应的分离器壳体上端开设有排液口，混合液由下至上排出三相分离器，进行固液分离，三相分离器底部安装有污泥斗，承载固液分离后的污泥。本实用新型优化三相分离器结构，从而高效分离固相、液相和气相，采用出水循环的形式提高上升流速和容积负荷。

Description

一种厌氧污泥床反应器

技术领域

本实用新型涉及一种厌氧反应器，尤其涉及一种厌氧污泥床反应器。

背景技术

目前，比较常用的高效厌氧处理系统有内循环式厌氧反应器(IC)、厌氧上流污泥床-过滤器(UBF)和厌氧折流板反应器(ABR)及UASB反应器等为代表的典型的第三代厌氧反应器。

内循环式厌氧反应器(Internal Circulation，简称IC)是由荷兰Paques公司于20世纪80年代中期在UASB反应器的基础上开发成功的高效厌氧反应器，IC反应器实际上是由底部和上部两个UASB反应器串联叠加而成，包括4个不同的功能单元：混合部分、膨胀床部分、精处理部分和回流部分。IC反应器具有以下特点：高径比较大，占地面积小，建设投资省；有机负荷率高，液体上升流速大，水力停留时间短；出水稳定，耐冲击负荷能力强；适用范围广，可处理低、中、高浓度废水及含有有毒物质的废水。但存在的问题有1)不能使用絮状污泥，系统容易跑泥；2)IC反应器的三相分离器加工精度要求很高，价格昂贵。

厌氧上流污泥床-过滤器(Upflow Blanket Filter，简称UBF)是加拿大人Guiot于1984年在UASB和AF的基础上开发成功的新型复合式厌氧反应器。该新型反应器可以充分发挥UASB和AF两种高效反应器的优点，是一项极具开发应用价值的新型生物处理技术。其底部是高浓度颗粒污泥组成的污泥床，上部是填料及其附着的生物膜组成的滤料层。UBF上部的填料区，易发生污泥易于脱落，故其后需要接二沉池，用来维持系统的污泥浓度。并且填料上附着的生物膜容易堵塞填料，将对向上运动的混合液造成阻力，导致气、液、固三相难以分离，UBF需要特定的填料，价格比较昂贵。

厌氧折流板反应器(ABR)是McCarty和Bachmann等于1982年提出的一种新型高效厌氧反应器。其构造特点是：在反应器内沿水力流向设置多层隔板，将反应器分隔成若干个串联的反应室，每个反应室都是一个先升流后降流、类似厌氧污泥床的单元。ABR构造简单，不需要在反应池内设置复杂的模块组件，对反应器的细部设计要求不高；但也存在不少问题，主要是：1)为了保证一定的水流和产气上升速度，这就致使ABR反应器不能太深，在同样的容积负荷下，占地面积较大，投资较大；2)ABR反应器进水很难均匀分布，存在水力死角和生物死区；3)由于反应浓度从高到低逐步递减，ABR反应器的第一隔室不得不承受远大于平均负荷的局部负荷，无法抵抗冲击负荷，运行不稳定。

UASB反应器的上升流速通常为1-1.5m/h,UASB反应器内部的水力搅拌效果很差，设计不好时常常会导致短流，因此设计负荷上不去，池容积要比该反应器大。通常UASB反应器的设计负荷为6-8kgCOD/m³/d。

因此需要一种新型厌氧反应器，有效解决现有反应器存在的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种厌氧污泥床反应器，优化三相分离器结构，从而高效分离固相、液相和气相，采用出水循环的形式提高上升流速和容积负荷。

为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种厌氧污泥床反应器，反应器罐体，其顶部开设有排气口，侧面上端开设有出水口，侧面底端开设有排泥口，反应器罐体内为反应腔，反应腔下层设有污泥床，反应器上层设有孔板，孔板上方的腔体为沼气储存区；

多根布水管道，均匀铺设在反应腔底部位于污泥床内，多根布水管道的一端连接进水母管，然后串接供料泵；

三相分离器，安装在孔板上，包括分离器壳体，倾斜设置在分离器壳体内的隔板，将分离器分为气液分离区和固液分离区，气液分离区对应的分离器壳体侧面开设有进液口，混合液由上至下进入三相分离器内部，所述固液分离区对应的分离器壳体上端开设有排液口，排液口通过管道连接反应器罐体上的出水口，混合液由下至上排出三相分离器；

污泥斗，安装在三相分离器底部，承载固液分离后的污泥。

优选的，所述气液分离区内设有多个斜板，多个斜板之间等间隔平行设置，且该斜板相对于水平面的倾斜角度为53～60°，相邻两斜板之间的间距为50mm。

优选的，所述固液分离区内设有多个第二斜板，多个第二斜板之间等间隔平行设置，且该第二斜板相对于水平面的倾斜角度为55～58°，相邻两斜板之间的间距为50mm。

优选的，所述布水管道的另一端延伸出反应器罐体，且连接反冲洗管路。

优选的，所述布水管道上等间隔开设有布水孔，且相邻两个布水孔错位设置。

优选的，还包括循环组件安装在反应器罐体上，其包括位于反应腔上方的排液管道，位于反应器罐体外部的外接管和循环泵，外接管的一端连接排液管道，另一端串接循环泵后接入进水母管，将反应腔上层的混合液泵入底部二次反应。

优选的，所述排液管道呈U形，表面开设有多个进液孔，排液管道的两自由端穿过反应器罐体，连接反冲洗管路。

优选的，所述反应器罐体的高径比为2:1

与现有技术相比，本实用新型所揭示的一种厌氧污泥床反应器，具有如下有益效果：

三相分离器中采用先下后上的流道形式配合倾斜的斜板结构，高效分离气相、液相和固相，提升分离效果，无需额外使用填料及沉淀池，且出水稳定；

额外设置循环管路将上层反应的混合液再次抽入底部进入污泥床，可以维持污泥床的膨胀状态，从而确保上升流速，使得整体上升流速可以达到3～4m/h，这个上升流速可以确保内部的水力搅拌效果，从而避免短流情况；

设定反应器罐体的高径比为2:1，从而提升整体的容积负荷达到8-10kgCOD/m3/d，减小了占地面积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本实用新型实施例的结构图；

图2是本实用新型实施例的原理示意图；

图3是图1中A-A的剖视图；

图4是图1中B-B的剖视图；

图5是本实用新型实施例中三相分离器气液分离原理图；

图6是本实用新型实施例中三相分离器固液分离原理图。

附图中，1-反应器罐体，2-布线管道，3-三相分离器，4-污泥斗，5-孔板，6-沼气存储区，7-排气口，8-出水口，9-排泥口，10-污泥床，11-布水孔，12-进水母管，13-供料泵，14-反冲洗管路，15-分离器壳体，16-隔板，17-气液分离区，18-固液分离区，19-进液口，20-斜板，21-第二斜板，22-缝隙，23-排液管道，24-外接管，25-循环泵，26-进液孔，27-第二反冲洗管路，28-管道。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1～4所示，本实用新型所揭示的一种厌氧污泥床反应器，其结构包括反应器罐体1，布线管道2，三相分离器3及污泥斗4，所述布线管道设置在反应器罐体的底部，将污水注入反应器罐体内，与下层的污泥床反应，三相分离器置于反应器罐体内上方，对混合液进行气相、液相、固相的分离，分离的气体，液体排出反应器罐体，分离的固体置于安装在三相分离器下端的污泥斗内。

具体说来，所述反应器罐体的节径比为2:1，其内部为反应腔，反应腔上方设有孔板5将反应腔分为上下两个区域，上层区域为沼气存储区6，下层为反应分离区，分离的沼气通过孔板上的孔洞进入沼气存储区内，并通过开设在反应器罐体顶部的排气口7排出，所述反应器罐体侧面上端开设有出水口8，侧面底端开设有排泥口9，反应分离区内设有污泥床10，污泥床的污泥通过排泥口进行更换，分离后的液体通过出水口排出。

所述布水管道2为多根，均匀铺设在反应腔底部位于污泥床内，所述布水管道表面等间隔开设有布水孔11，且相邻两个布水孔错位设置，多根布水管道的一端连接进水母管12，然后串接供料泵13，将污水泵入反应器罐体内，布水管道的另一端延伸出反应器罐体，且连接反冲洗管路14，可以实现对布水管道的反冲洗，防止管道堵塞。

所述三相分离器安装在孔板上，置于反应分离区，其结构包括分离器壳体15，倾斜设置在分离器壳体内的隔板16，将分离器分为气液分离区17和固液分离区18，气液分离区对应的分离器壳体侧面开设有进液口19，内部设有多个斜板20，多个斜板之间等间隔平行设置，且该斜板相对于水平面的倾斜角度为53～60°，相邻两斜板之间的间距为50mm，这种设置使得混合液由上而下进入三相分离器内部，在由上而下流动时，混合液中的气体在斜板内实现气液分层，最终向上溢出液面并进入沼气存储区(如图4所示)。

所述固液分离区对应的分离器壳体上端开设有排液口，排液口通过管道28连接反应器罐体上的出水口，所述固液分离区内设有多个第二斜板21，多个第二斜板之间等间隔平行设置，且该第二斜板相对于水平面的倾斜角度为55～58°，相邻两斜板之间的间距为50mm，这个结构下混合液是由下至上排出三相分离器，在由下至上流动时，内部的固体颗粒则向下沉淀进入污泥斗，而分离后的液体才能够排液口排出(如图6所示)。

所述污泥斗的底部呈倒锥形，且底端具有缝隙22使得污泥流回污泥床。

为了维持污泥床的膨胀状态，确保内部液体的上升流速，额外增加循环组件，该循环组件包括位于反应腔上方的排液管道23，位于反应器罐体外部的外接管24和循环泵25，外接管的一端连接排液管道，另一端串接循环泵后接入进水母管，将反应腔上层的混合液泵入底部，由于这些液体中含有一定的气体，故而再次进入污泥床可以确保污泥床的膨胀感。

所述排液管道呈U形，其表面开设有多个进液孔26，而排液管道的两自由端穿过反应器罐体，连接第二反冲洗管路27，从而实现对排液管道的反冲洗，避免堵塞。

本实用新型所揭示的一种厌氧污泥床反应器，其工作原理为：废水通过供料泵从进水母管和布水管道泵入反应器罐体内，同时通过循环泵吸入的循环水与原水混合后进入到反应器罐体内，在罐内经过厌氧污泥的作用下降解产生沼气，混合液中会夹带有大量的小气泡，在罐内的气液界面处大量沼气溢出水面进入沼气储存区，同时混合液中的小气泡会随水流首先进入气液分离区，在气液分离区域内混合液的流动方向为自上而下，在这样情况下气体在斜板内实现气液分层，最终气体向上溢出液面进入沼气储存区，因此混合液中的气体首先被分离出，然后混合液进入固液分离区，在固液分离区，混合液自下而上流动，此时固体颗粒物则沉淀进入到污泥斗，因此在固液分离区域实现固相和液相的分离后，固相进入污泥斗然后通过污泥斗下部的缝隙回流到污泥床，而液相则通过出水管道排出反应器罐体。

本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示及揭示而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种厌氧污泥床反应器，其特征在于包括：

反应器罐体，其顶部开设有排气口，侧面上端开设有出水口，侧面底端开设有排泥口，反应器罐体内为反应腔，反应腔下层设有污泥床，反应器上层设有孔板，孔板上方的腔体为沼气储存区；

多根布水管道，均匀铺设在反应腔底部位于污泥床内，多根布水管道的一端连接进水母管，然后串接供料泵；

三相分离器，安装在孔板上，包括分离器壳体，倾斜设置在分离器壳体内的隔板，将分离器分为气液分离区和固液分离区，气液分离区对应的分离器壳体侧面开设有进液口，混合液由上至下进入三相分离器内部，所述固液分离区对应的分离器壳体上端开设有排液口，排液口通过管道连接反应器罐体上的出水口，混合液由下至上排出三相分离器；

污泥斗，安装在三相分离器底部，承载固液分离后的污泥。

2.根据权利要求1所述的厌氧污泥床反应器，其特征在于：所述气液分离区内设有多个斜板，多个斜板之间等间隔平行设置，且该斜板相对于水平面的倾斜角度为53～60°，相邻两斜板之间的间距为50mm。

3.根据权利要求2所述的厌氧污泥床反应器，其特征在于：所述固液分离区内设有多个第二斜板，多个第二斜板之间等间隔平行设置，且该第二斜板相对于水平面的倾斜角度为55～58°，相邻两斜板之间的间距为50mm。

4.根据权利要求1所述的厌氧污泥床反应器，其特征在于：所述布水管道的另一端延伸出反应器罐体，且连接反冲洗管路。

5.根据权利要求1所述的厌氧污泥床反应器，其特征在于：所述布水管道上等间隔开设有布水孔，且相邻两个布水孔错位设置。

6.根据权利要求1所述的厌氧污泥床反应器，其特征在于：还包括循环组件安装在反应器罐体上，其包括位于反应腔上方的排液管道，位于反应器罐体外部的外接管和循环泵，外接管的一端连接排液管道，另一端串接循环泵后接入进水母管，将反应腔上层的混合液泵入底部二次反应。

7.根据权利要求6所述的厌氧污泥床反应器，其特征在于：所述排液管道呈U形，表面开设有多个进液孔，排液管道的两自由端穿过反应器罐体，连接反冲洗管路。

8.根据权利要求1所述的厌氧污泥床反应器，其特征在于：所述反应器罐体的高径比为2:1。

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