专利名称：错流式厌氧污泥床反应器的制作方法
技术领域：
本专利是一种用于高浓度有机污水处理的厌氧反应器，属于污水处理、环境保护、节能减排技术领域。
二背景技术：
由于厌氧生物处理工艺具有节能、运行费低、能产生沼气(能源输出)等特点，所以一般认为针对高浓度有机废水处理较宜先采用厌氧工艺，然后再采用好氧工艺作进一步处理。目前，污水厌氧处理的主要工艺有厌氧滤器(AF)、厌氧流化床反应器(AFB)、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧颗粒污泥膨胀床反应器(EGSB)、厌氧内循环反应器(1C)、厌氧折流板反应器(ABR)等。厌氧生物滤池(AF)是一个内部填充有供微生物附着的填料的厌氧反应器。填料浸没在水中，微生物附着在填料上，也有部分悬浮在填料的孔隙间。污水流入厌氧生物滤池，与滤料表面的微生物接触，污水中的有机污染物被微生物截留、吸附和分解，以达到净化的目的。对于成分复杂的高浓废水，滤料容易堵塞。厌氧流化床(AFB)反应器内填充着粒径小、比表面积大的载体，厌氧微生物组成的生物膜在载体表面生长，载体处于流化状态，具有良好的传质条件，微生物易与废水充分接触。对于成分复杂的高浓废水，存在滤料流失、滤料结块的风险。UASB反应器的主体部分是一个无填料的空容器，分为反应区和沉降区两部分。当反应器运行时，废水以一定流速从底部布水系统进入反应器，通过污泥床向上流动，料液与污泥中的微生物充分接触并进行生物降解，生成沼气，沼气以微小气泡的形式不断放出。微小气泡在上升过程中将污泥托起，使污泥床有明显膨胀。随着产气量增加，这种搅拌混合作用加强，引起污泥床表面略呈沸腾流化状态。沉淀性能不太好的污泥颗粒或絮体在气体的搅动下，于反应器上部形成悬浮污泥层。气、水、泥混合液上升至三相分离器内，沼气在上升过程中碰到反射板受偏折，穿过水层进入气室，由导管排出反应器。脱气后的混合液进入上部静置的沉淀区，在重力作用下，进一步进行固、液分离，沉降下的污泥通过斜壁返回至反应区内，使反应区内积累大量微生物，澄清的处理水从沉淀区溢流排出。对于成分复杂的高浓废水，布水管的堵塞是经常遇见的问题，由于水质的波动造成污泥的流失也会影响反应器的效率。厌氧颗粒污泥膨胀床工艺(EGSB)，废水由底部的布水器进入反应器，通过加大污泥床水流上升流速，增强搅拌混合和传质过程，提高处理效率，取得较高的容积负荷，存在底部布水故障、出水悬浮物高的风险。IC反应器相当上下两个UASB反应器的串联运行，下面一个反应器具有很高的有机负荷率，起粗处理作用，上面一个反应器的负荷低，起精处理作用。IC反应器内部结构复杂，设计施工要求高。反应器高径比大，一方面增加了进水泵的动力消耗，提高了运行费用；另一方面加快了水流上升速度，使出水中细微颗粒物比UASB多，加重了后续处理的负担。其内循环中泥水混合液的上升容易产生堵塞现象，使内循环瘫痪，处理效果变差。ABR反应器由若干组垂直折流板分为若干隔室，在处理高浓度污水时，前面的隔室以水解菌为主，后面的隔室以产甲烷菌为主，各个隔室的条件不同，为不同种的微生物创造了适宜的生寿环境。由于水质的波动，使发酵菌、产酸菌和产甲烷菌在不同隔室中的选择性积累未发生时，处理效果就 会大受影响.本专利，结构简单，无堵塞，泥水混合充分，出水悬浮物极低，为高浓度废水的处理提供了一个全新的问题解决方式。三、发明内容本专利是为了提供一个结构简单的高效反应器，用于处理高浓度的有机废水。反应器主要由主罐体I、导流反应管2、三相分离器3、溢流槽4、循环泵5、循环管6、进水泵7、进水管8、集气室9构成。设置在主罐体I内的导流反应管2为主反应区域，污水由上向下流动；导流反应管2外壁与主罐体I内壁之间的空间形成的第二反应室17，污水由下向上流动。反应器底部的污泥通过循环泵5、循环管6输送到主罐体I的顶部位置，循环管6伸入主罐体，循环管6的出水跌落于导流反应管2的液面。进水泵7将原水泵入循环管6。导流反应管2外壁与主罐体I内壁之间的空间形成的第二反应室17的上部设置三相分离器3及溢流槽4。具体发明内容如下循环泵5安装于主罐体I外，积聚在主罐体I底部的污泥及污水的混合物通过主罐体I底部的循环管6进入循环泵5的入口，由循环泵5加压后经过循环管6到达主罐体I的顶部。进水泵7将原水泵送至循环管6内，原水、污泥、经过处理的污水在循环管6内得到混合，高浓度的原水得到接种及稀释，有利于厌氧反应的稳定运行。循环管6于主罐体I的顶部位置伸入主罐体1，出水跌落于导流反应管2的液面并向四周散开。导流反应管2安装于主罐体I的内部，其顶部高出主罐体溢流槽4的溢流液面，底部距离主罐体I的底部有适当距离。污泥从导流反应管2的顶部跌落后，分散于导流反应管2的各个部位，处于悬浮状态，有利于与污水的长时间充分接触，保证了反应效率，形成了反应器的第一反应室16，也是最主要的反应区域。在导流反应管2内，污泥与污水向下流动的过程中，由于密度的不同，与污水相比较，污泥将以较快的速度向底部移动，这个速度差将促进污泥和污水的接触。由于厌氧反应所产生的气体上升的过程中，将对污泥和污水产生持续的混合作用，使两者的接触更充分。污泥从导流反应管2底部出来后，重新积聚在主罐体I的底部，将再次通过循环泵5到达反应器的顶部。污水从第一反应室16底部出来后，进入导流反应管2外壁与主罐体I内壁之间的空间所形成的第二反应室17，由下向上流动并进一步反应。由于水的上升流动及厌氧反应所产生的气体的上升逸出，使第二反应室17内的污泥处于膨胀状态，有利于反应的进一步进行。由于污水上升流速及该区域产气量的限制，第二反应室17内的污泥膨胀高度得到限制，该区域顶部的悬浮物浓度显著减少。第二反应室17的顶部设置三相分离器3及溢流槽4，三相分离器3使气、水、固三相进一部分离，分离出的污泥将向下沉淀，气体进入主罐体I顶部的集气室9，出水进入溢流槽4排出反应器。反应器无需在体内设置布水管道或设备而达到均匀布水，内部无任何管道及电动设备，长期地免于维护。[0020]第一反应室16的污泥处于强制的悬浮状态，保证了主要反应的高效完成，提高了反应器的整体效率。对于处理污染物浓度高的有机污水，第二反应室17的较小上升流速，使泥水分离更彻底，有效地保证出水水质及反应器内的污泥浓度。四
图I为本专利反应器的原理图图2为本专利反应器的A-A剖面图；图3为本专利反应器的B-B剖面图；图4为本专利反应器的导流反应管下支撑梁俯视图(C-C剖面图)；图5为本专利反应器的导流反应管下支撑梁俯视图图6为本专利反应器的导流反应管(中心管)上固定梁俯视图(D-D剖面图)；图7为本专利反应器的三相分离器俯视图(E-E剖面图)；图8为三相分离器局部图；图9为三相分离器局部图。附图中的标号说明，主罐体I、导流反应管2、三相分离器3、溢流槽4、循环泵5、循环管6、进水泵7、进水管8、集气室9、导流反应管下支撑梁10、排气管11、导流反应管上固定梁12、溢流堰13、三相分离器排气孔14、三相分离器支撑板15、第一反应室16、第二反应室17。如图I、图2、图3所示，本专利厌氧反应器包括主罐体I、导流反应管2、三相分离器3、溢流槽4、循环泵5、循环管6、进水泵7、进水管8、集气室9、导流反应管下支撑梁10、排气管11、导流反应管上固定梁12、溢流堰13、三相分离器支撑板15、第一反应室16、第二反应室17。在形状、结构及其结合上，主罐体I的底部做成锥底，具有一定的斜度，以有利于污泥积聚在主罐体I的底部。循环泵5安装于主罐体I外，积聚在主罐体I底部的污泥及污水的混合物通过主罐体I底部的循环管6进入循环泵5的入口，由循环泵5加压后经过循环管6到达主罐体I的顶部，循环管6于主罐体I的顶部位置伸入主罐体1，出水跌落于导流反应管2的液面部位；进水泵7将原水送至循环管6内(循环泵5的入口前)，原水、污泥、经过处理的污水在循环管6内得到混合。导流反应管2安装于主罐体I的内部。见图I、图2、图3、图4、图5，导流反应管2下端放在导流反应管下支撑梁10上，距离主罐体I的底部有适当距离。见图I、图2、图3、图6，导流反应管2上端固定在导流反应管上固定梁12上，导流反应管2的顶部高出溢流槽4的溢流液面。污泥从导流反应管2的顶部跌落后，分散于导流反应管2的各个部位，处于悬浮状态，有利于与污水的长时间充分接触，保证了反应效率，形成了反应器的第一反应室16，也是最主要的反应区域。在导流反应管2内，污泥与污水向下流动的过程中，由于密度的不同，与污水相比较，污泥将以较快的速度向底部移动，这个速度差将促进污泥和污水的接触。由于厌氧反应所产生的气体上升的过程中，将对污泥和污水产生持续的混合作用，使两者的接触更充分。污泥从导流反应管2底部出来后，重新积聚在主罐体I的底部，将再次通过循环泵5到达反应器主罐体I的顶部。[0037]污水从第一反应室16底部出来后，进入导流反应管2外壁与主罐体I内壁之间的空间所形成的第二反应室17，由下向上流动并进一步反应。由于水的上升流动及厌氧反应所产生的气体的上升逸出，使第二反应室17内的污泥处于膨胀状态，有利于反应的进一步进行。由于污水上升流速及该区域产气量的限制，第二反应室17内的污泥膨胀高度得到限制，该区域顶部的悬浮物浓度显著减少。
见图7、图8、图9,第二反应室17的顶部设置三相分尚器3、三相分尚器支撑板15、溢流槽4、溢流堰13及排气管11，三相分离器3上端直接固定在导流反应管2上并高出溢流堰13，下端由三相分离器支撑板15固定在导流反应管2上，三相分离器3上端设有三相分离器排气孔14，三相分离器3的下端斜插至溢流槽4底部；溢流槽4固定在主罐体I上，排气管11固定在主罐体I的顶板上。三相分离器3使气、水、固三相进一部分离，分离出的污泥将向下沉淀，出水进入溢流槽4排出主罐体I，气体进入主罐体I顶部的集气室9，再通过排气管11排出主罐体I。·
权利要求1.一种用于污水处理的厌氧反应器，由主罐体I、导流反应管2、三相分离器3、溢流槽4、循环泵5、循环管6、进水泵7、进水管8、集气室9构成，其特征在于设置在主罐体I内的导流反应管2为主反应区域，污水由上向下流动；导流反应管2外壁与主罐体I内壁之间的空间形成的第二反应室17，污水由下向上流动。
2.如权利要求I所述的厌氧反应器，其特征在于反应器底部的污泥通过循环泵5、循环管6输送到主罐体I的顶部位置，循环管6伸入主罐体，循环管6的出水跌落于导流反应管2的液面。
3.如权利要求I或2所述的厌氧反应器，其特征在于通过进水泵7将原水泵入循环管6。
4.如权利要求I所述的厌氧反应器，其特征在于导流反应管2外壁与主罐体I内壁之间的空间形成的第二反应室17的上部设置三相分离器3及溢流槽4。
专利摘要本实用新型提供错流式厌氧污泥床反应器，是用于高浓度有机污水处理的厌氧反应器，属于环境保护、节能减排的技术领域。解决了一般反应器存在的结构复杂、堵塞、泥水混合不充分、出水悬浮物高的问题。反应器的主罐体1为柱状，导流反应管2垂直安装于主罐体1内部，主罐体1底部的污泥被循环泵5泵送到主罐体1顶部，污泥与污水在循环管6中混合后从主罐体1顶部跌落于导流反应管2顶部，进入第一反应室16，由于向下流动的速度差及反应产气的搅拌，污泥与污水在导流反应管2内向下流动的同时得以继续混合，解决了布水管堵塞、布水及混合均匀的关键问题。污水流出导流反应管2后进入导流反应管2外壁与主罐体1内壁间的第二反应室17，缓慢向上流出反应器，保证了污泥的沉降分离，出水悬浮物低。
文档编号C02F11/04GK202671366SQ20122023759
公开日2013年1月16日 申请日期2012年5月24日 优先权日2012年5月24日
发明者李罕, 潘炳新 申请人:深圳市启明环境技术有限公司