CN220520281U - 一种对流式回流厌氧反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于环境工程废水处理技术领域，具体公开了一种对流式回流厌氧反应器，包括：集气室、反应器本体、沉淀池、产水池、污泥斗、回流管Ⅰ、回流管Ⅱ、污泥泵和回流泵；反应器本体内设置有多个拦截网，相邻两个拦截网之间由下往上依序形成填料区、回流布料区间隔排布结构，进水布水器位于最底层的填料区的下部，填料区的上部均设置有逆回流布水器，回流布料区的上部均设置有正回流布水器；回流管Ⅰ的一端与沉淀池的底部连接、另一端分别与正回流布水器连接，回流管Ⅱ的一端与污泥斗的底部连接、另一端分别与逆回流布水器连接。本实用新型产水水质优、占地面积小，不仅适用于高浓度有机废水的处理，还可用于低浓度有机废水和生活污水的处理。

Description

一种对流式回流厌氧反应器

技术领域

本实用新型属于环境工程废水处理技术领域，特别是指一种对流式回流厌氧反应器。

背景技术

高浓度有机废水是指COD浓度在2000-500000mg/L的废水，其特点是水中的悬浮物含量高、色度高、有异味、有机物浓度高、水质的成分复杂，甚至有一定的毒性，处理难度很高，不易进行生物降解。厌氧反应器在高浓度有机废水处理中得到广泛地应用，其效能高、菌群丰富、能耗较低，不仅不需供氧，还能产生具有较高热值的甲烷气，可对好氧生物处理系统不能降解的一些大分子有机物进行降解或部分降解。但是，由于厌氧微生物对温度、pH等环境因素的变化更为敏感，采用一般的厌氧反应器处理此类废水难以满足后续处理工艺的技术要求，因此特提出本申请。

实用新型内容

为解决以上现有技术的不足，本实用新型提出了一种对流式回流厌氧反应器。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种对流式回流厌氧反应器，包括：集气室、反应器本体、沉淀池、产水池、污泥斗、回流管Ⅰ、回流管Ⅱ、污泥泵和回流泵；

反应器本体的底部设置有进水管和进水布水器、顶部设置有出水管，出水管的出水端通过沉淀池与产水池连接；

反应器本体内设置有多个拦截网，相邻的两个拦截网之间由下往上依序形成填料区、回流布料区间隔排布结构，进水布水器位于最底层的填料区的下部，填料区的上部均设置有逆回流布水器，回流布料区的上部均设置有正回流布水器；

回流管Ⅰ的一端通过回流泵与沉淀池的底部连接、另一端分别伸向各个回流布料区内并与正回流布水器连接，回流管Ⅱ的一端通过污泥泵与污泥斗的底部连接、另一端分别伸向各个填料区并与逆回流布水器连接。

优选的，进水布水器和正回流布水器用于形成上升式的旋流，逆回流布水器用于形成下降式的旋流。

优选的，进水布水器用于形成上升式的内、外两个旋流，逆回流布水器的外径大于正回流布水器的外径。

优选的，包括六个拦截网，六个拦截网之间由下往上依序为填料区Ⅰ、回流布料区Ⅰ、填料区Ⅱ、回流布料区Ⅱ和填料区Ⅲ。

优选的，产水池的底部通过产水泵连接有产水管。

优选的，集气室的顶端连接有沼气管。

更为优选的，回流管Ⅰ和回流管Ⅱ上分别设置有排泥管Ⅰ和排泥管Ⅱ。

最为优选的，反应器本体的顶部的内壁上环设有出水堰，反应器本体通过出水堰与出水管连接。

与现有技术相比，本实用新型投资小、运行费用低、产水水质优、占地面积小，不仅适应于高浓度有机废水的处理，还可用于低浓度有机废水和生活污水的处理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中进水布水器的结构示意图；

图3为图1中逆回流布水器的结构示意图；

图4为图1中正回流布水器的结构示意图。

图中：

1、反应器本体；2、进水管；3、进水布水器；31、外环管；311、外喷嘴；32、内环管；321、内喷嘴；41、填料区Ⅰ；42、填料区Ⅱ；43、填料区Ⅲ；51、逆回流布水器Ⅰ；511、第一环形管；512、逆回流喷嘴；52、逆回流布水器Ⅱ；53、逆回流布水器Ⅲ；61、正回流布水器Ⅰ；611、第二环形管；612、正回流喷嘴；62、正回流布水器Ⅱ；7、污泥泵；81、排泥管Ⅰ；82、排泥管Ⅱ；91、回流管Ⅰ；92、回流管Ⅱ；10、出水堰；11、出水管；12、沉淀池；13、产水池；14、产水泵；15、产水管；16、回流泵；17、污泥斗；18、拦截网；19、集气室；20、沼气管；21、回流布料区Ⅰ；22、回流布料区Ⅱ。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如上所述，发明人在研究厌氧反应器的过程中发现，现有的厌氧反应器受其结构制约，对高浓度有机废水的处理效果不尽如人意。

为了解决上述技术问题，如图1所示：本申请实施例提供一种对流式回流厌氧反应器，包括：集气室19、反应器本体1、沉淀池12、产水池13、污泥斗17、回流管Ⅰ91、回流管Ⅱ92、污泥泵7和回流泵16；

集气室19与反应器本体1的顶端连接，集气室19的顶部连接有沼气管20，

反应器本体1的底部设置有进水管2和进水布水器3、顶部设置有出水管11，反应器本体1的顶部的内壁上环设有出水堰10，反应器本体1通过出水堰10与出水管11连接，出水管11的出水端通过沉淀池12与产水池13连接，产水池13的底部通过产水泵14连接有产水管15；

反应器本体1内设置有多个拦截网18，进水布水器3位于最底层的拦截网18上方，进水管2位于进水布水器3和最底层的拦截网18的下方，相邻的两个拦截网18之间由下往上依序形成填料区、回流布料区间隔排布结构，进水布水器3位于最底层的填料区的下部，填料区的上部均设置有逆回流布水器，回流布料区的上部均设置有正回流布水器；

回流管Ⅰ91的一端通过回流泵16与沉淀池12的底部连接、另一端分别伸向各个回流布料区内并与正回流布水器连接，回流管Ⅱ92的一端通过污泥泵7与污泥斗17的底部连接、另一端分别伸向各个填料区并与逆回流布水器连接；回流管Ⅰ91和回流管Ⅱ92上分别设置有排泥管Ⅰ81和排泥管Ⅱ82。

工作原理：沉淀池12沉淀产生的污泥通过回流泵16的作用经由回流管Ⅰ91分别进入各个回流布料区并通过各个正回流布水器回流，污泥斗17产生的污泥通过污泥泵7的作用经由回流管Ⅱ92分别进入各个填料区并通过各个逆回流布水器回流；待处理的废水经由进水管2通过拦截网18拦截一部分固态杂质、通过进水布水器3布水后均匀进入反应器本体1内，其在升流过程中与逆回流布水器、正回流布水器的回流液一起混流反应并依序通过各个填料区和拦截网18不断降低废水中的污染物浓度，直至经由出水堰10溢流至沉淀池12，在沉淀池12中沉淀后，合格产水溢流至产水池13并通过产水泵14的作用经由产水管15排出；当体系中污泥含量较大时，通过排泥管Ⅰ81和排泥管Ⅱ82将污泥排出本实用新型；厌氧反应过程中产生的沼气经由沼气管20排出体系。

具体来说，反应器本体1内的填料按其大致流态可以分为两部分，一部分在反应器本体1内的外侧并呈旋流上升状态，另一部分在反应器本体1内的内侧并呈旋流下降状态，当上升的填料上升到间隔最上方时被拦截，由于惯性迅速分布到内侧并与内侧填料混合，也呈旋流下降的状态。与此同时，当下降的填料下降到间隔最低处时被拦截，由于惯性迅速分布到外侧并与外侧填料混合，也呈旋流上升的状态；如此上下运行、内外往复交替，填料得到了充分的混合，因此污泥浓度在各段几乎完全一致，避免了因为污泥混合不均匀造成的污泥浓度下降的情况，因此本实用新型内的污泥浓度高。而且，在往复交替的运行过程中，由于填料的不断运动、相互摩擦，容易造成老化污泥会自动脱落，老化污泥比重较大自动形成沉降并降落到污泥斗17，污泥脱落后空出来的填料表面会迅速累积大量且有效的污泥，这也进一步对污泥浓度的提高起到了积极的作用。上述污泥浓度的提高，无效污泥的快速更替，都使得本实用新型内的生物菌群更为丰富。

以焚烧厂垃圾渗滤液处理为例，采用山东明基环保设备有限公司生产的厌氧反应器进行处理，进水COD浓度为80～90g/L，出水COD浓度为10～12g/L，污泥浓度为10～12g/L，处理能力为300m³/d；采用本实用新型进行处理，出水COD浓度为4～5g/L，污泥浓度为20g/L，处理能力400～450m³/d。对比可知，本实用新型将COD的处理效率由之前的90％提高到95％，而且还显著提升了处理能力和污泥浓度。

与传统的厌氧反应器相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、科学排列设置了进水布水器3、正回流布水器和逆回流布水器，一方面无需任何搅拌动力即可使有机废水形成充分混流的状态，另一方面还可以对废水进行有效稀释，降低污水污染物的实际浓度，改善碱度、pH值等对厌氧反应有利的参数，并降低有害物质、挥发性脂肪酸等不利于厌氧反应的物质浓度，有效修正厌氧反应器内的水质条件，改善处理效果；而且，由于三者共同作用可以使得回流与原水充分混合，因此无需设置调节池，节省了调节池部分的投资和运行费用；

2、沉淀池污泥中的菌群主要以产甲烷菌群为主，污泥斗污泥中的菌群主要以水解发酵菌群为主，本实用新型将其分类回流并通过正回流布水器和逆回流布水器将其回流至反应器本体1不同的区域，使之与各层污水共混产生新的菌群和亚菌群，因而本实用新型的反应器本体1内的菌群种类更为丰富，有助于进一步改善处理效果；

3、填料区通过拦截网分段设置，生物菌群分布有所区别的各层填料被局限在一相对固定的区域不易流失，有助于对不同阶段、不同水质的废水进行有效处理；而且，由于填料区上部与下部设置结构不同的回流器，水流方向局部相反，流化过程中呈无规流化，填料之间不断碰撞、摩擦有利于污泥的传质以及老化污泥的脱落和沉降，因此反应器本体1内的菌群种类与数量远大于普通的厌氧反应器，对废水的处理能力也显著高于普通厌氧反应器。

上述几点协同作用，显著增大了本实用新型的废水处理能力，不仅适应于高浓度有机废水的处理，还可用于低浓度有机废水和生活污水的处理，具有投资小、运行费用低、产水水质优、占地面积小等优势。

在某焚烧厂垃圾渗滤液处理中，厌氧反应器进水COD浓度为80～90g/L，原厌氧反应器的污泥浓度为10～12g/L，经本实用新型改造后污泥浓度高提高到20g/L。同等条件下，原厌氧反应器出水COD浓度为10～12g/L，经本实用新型改造后出水COD浓度为4～5g/L。COD的处理效率由原来的约90％，提高到95％以上。

作为一种优选的技术方案，本实用新型的再一实施例，进水布水器3和正回流布水器选用可以形成上升式旋流的现有布水结构，逆回流布水器选用可以形成下降式旋流的现有布水结构。

进一步来说，在上一实施例的基础上，进水布水器3优选采用可以形成内、外两个上升式旋流的布水结构，而且逆回流布水器的外径大于正回流布水器的外径。这样设计，使得反应器本体1内外旋流和内旋流同时存在，两者的交界面因回流和进水流量不同而不断变化，使得混流无死角，混合得更加均匀，无需另行设置搅拌机构。

示例性的：如图2所示：进水布水器3包括：内环管32和外环管31，内环管32和外环管31的上表面分别设置有若干个内喷嘴321和外喷嘴311，内喷嘴321倾斜于内环管32所在的平面向上设置且出水口均朝向内环管32的环内，各个内喷嘴321依序按照顺时针方向转动一定角度进行排列，如此使得内环管32的出水形成正向上升式旋流；外喷嘴311与外环管31所在的平面呈一夹角且出水口均朝向外环管31的环外，各个外喷嘴311依序按照顺时针方向转动一定角度进行排列，如此使得外环管31的出水形成正向上升式旋流。

示例性的：如图3所示：逆回流布水器Ⅰ51、逆回流布水器Ⅱ52和逆回流布水器Ⅲ53的结构相同，均包括：第一环形管511和均匀设置于第一环形管511上表面的若干个逆回流喷嘴512，逆回流喷嘴512倾斜于第一环形管511所在的平面向上设置且出水口均朝向第一环形管511的环内，各个逆回流喷嘴512依序按照顺时针方向转动一定角度进行排列，如此使得第一环形管511的出水形成正向上升式旋流。

示例性的：如图4所示：正回流布水器Ⅰ61和正回流布水器Ⅱ62的结构相同，均包括：第二环形管611和均匀设置于第二环形管611上表面的若干个正回流喷嘴612，正回流喷嘴倾斜612倾斜于第二环形管611所在的平面向下设置且出水口均朝向第二环形管611的环外，各个正回流喷嘴612依序按照顺时针方向转动一定角度进行排列，如此使得第二环形管611的出水形成逆向下降式旋流。

在上述进水布水器3、逆回流布水器Ⅰ51、逆回流布水器Ⅱ52、逆回流布水器Ⅲ53、正回流布水器Ⅰ61和正回流布水器Ⅱ62的作用下，反应器本体1内形成内外两个旋流，两个旋流同时存在使得回流与进水充分混合，无需设置外在的搅拌机构即可达到充分混流的状态。

需要注意的是：图2、图3和图4仅为进水布水器3、逆回流布水器、正回流布水器的一种结构，本领域技术人员可以选择其他现有的布水结构或自行设计，只要具体的布水结构满足本实用新型对于进水布水器3、逆回流布水器、正回流布水器各自的功能要求即可，即进水布水器3可形成内、外两个上升式旋流，正回流布水器可形成上升式旋流，逆回流布水器可形成下降式旋流。

作为一种优选的技术方案，本实用新型的又一实施例，包括六个拦截网18，六个拦截网18之间由下往上依序为填料区Ⅰ41、回流布料区Ⅰ21、填料区Ⅱ42、回流布料区Ⅱ22和填料区Ⅲ43。填料区Ⅰ41、填料区Ⅱ42、填料区Ⅲ43内优选将填料密度控制在1kg/L左右，其可以为菌群提供大面积的栖居之地。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“示例性”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种对流式回流厌氧反应器，其特征在于：包括：集气室(19)、反应器本体(1)、沉淀池(12)、产水池(13)、污泥斗(17)、回流管Ⅰ(91)、回流管Ⅱ(92)、污泥泵(7)和回流泵(16)；

反应器本体(1)的底部设置有进水管(2)和进水布水器(3)、顶部设置有出水管(11)，出水管(11)的出水端通过沉淀池(12)与产水池(13)连接；

反应器本体(1)内设置有多个拦截网(18)，相邻的两个拦截网(18)之间由下往上依序形成填料区、回流布料区间隔排布结构，进水布水器(3)位于最底层的所述填料区的下部，所述填料区的上部均设置有逆回流布水器，所述回流布料区的上部均设置有正回流布水器；

回流管Ⅰ(91)的一端通过回流泵(16)与沉淀池(12)的底部连接、另一端分别伸向各个所述回流布料区内并与所述正回流布水器连接，回流管Ⅱ(92)的一端通过污泥泵(7)与污泥斗(17)的底部连接、另一端分别伸向各个所述填料区并与所述逆回流布水器连接。

2.根据权利要求1所述的对流式回流厌氧反应器，其特征在于：进水布水器(3)为用于形成上升式旋流的进水布水器，所述正回流布水器为用于形成上升式旋流的正回流布水器，所述逆回流布水器为用于形成下降式旋流的逆回流布水器。

3.根据权利要求2所述的对流式回流厌氧反应器，其特征在于：进水布水器(3)为用于形成上升式内旋流和上升式外旋流的进水布水器，所述逆回流布水器的外径大于所述正回流布水器的外径。

4.根据权利要求1-3任一项所述的对流式回流厌氧反应器，其特征在于：包括六个拦截网(18)，六个拦截网(18)之间由下往上依序为填料区Ⅰ(41)、回流布料区Ⅰ(21)、填料区Ⅱ(42)、回流布料区Ⅱ(22)和填料区Ⅲ(43)。

5.根据权利要求4所述的对流式回流厌氧反应器，其特征在于：产水池(13)的底部通过产水泵(14)连接有产水管(15)。

6.根据权利要求4所述的对流式回流厌氧反应器，其特征在于：集气室(19)的顶端连接有沼气管(20)。

7.根据权利要求4所述的对流式回流厌氧反应器，其特征在于：回流管Ⅰ(91)和回流管Ⅱ(92)上分别设置有排泥管Ⅰ(81)和排泥管Ⅱ(82)。

8.根据权利要求4所述的对流式回流厌氧反应器，其特征在于：反应器本体(1)的顶部的内壁上环设有出水堰(10)，反应器本体(1)通过出水堰(10)与出水管(11)连接。