垂向多段自气升环流厌氧生物反应器及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于废水处理设备技术领域，特别是涉及一种垂向多段自气升环流厌氧生物反应器及其使用方法。
【背景技术】
[0002]随着现代工业的迅速发展，污水的排放量和污水种类均呈现迅猛的增长。有机废水中有机物浓度较高，成分较复杂、甚至含有部分有毒的有机物成分，而且会造成严重的视觉和嗅觉污染。
[0003]目前，较常用的处理有机废水的厌氧反应器包括:厌氧滤池、UASB反应器、升流式厌氧污泥层反应器、厌氧内循环反应器等，均投资了大量的资金和场地，具有较长的污泥龄，且在反应器内滞留有大量的微生物，在一定程度上对有机废水进行了净化处理。
[0004]但是，反应器内的污泥浓度不均匀，且微生物种类混杂在一起，很难营造适合于各种微生物的最佳工作环境，不便于不同微生物起到相应的功能。
【发明内容】
[0005]本发明的一个目的是提供一种能保持各反应段优势菌群、且能完成相应功能，使每个反应段均维持较高污泥浓度且混合均匀的垂向多段自气升环流厌氧生物反应器。
[0006]本发明的另一个目的是提供一种能保持各反应段优势菌群、且能完成相应功能，使每个反应段均维持较高污泥浓度且混合均匀的垂向多段自气升环流厌氧生物反应器的使用方法。
[0007]本发明的第一技术解决方案是:该垂向多段自气升环流厌氧生物反应器，包括筒形壳体，其特殊之处在于，所述筒形壳体的腔体内径向设置有带气孔的多块隔板，多块所述隔板将所述筒形壳体的腔体分隔成多个反应段，各反应段的底部侧壁和顶部侧壁上均分别设置有进水管和出水管，且上一级反应段的出水管与下一级反应段的进水管接通构成水流通道，各反应段对应出水管所在位置的内壁设置有与筒形壳体横截面相匹配的环形出水堰；各反应段内设置有气室，所述气室由与所述筒形壳体同轴的第一中空柱状体一端固定于反应段顶部构成，且所述气室的最底端低于对应反应段中环形出水堰的顶端位置；各反应段内均设置有导流筒，所述导流筒包括中空圆台和与所述中空圆台上底面固定的第二中空柱状体，所述中空圆台下底面高于对应反应段中的进水管，第二中空柱状体的顶端高于所述气室的最底端，所述第一中空柱状体的直径大于所述第二中空柱状体的直径；所述筒形壳体最上层的反应段顶端中部设置有出气管道，所述出气管道、各反应段隔板中部的气孔以及筒形壳体的中部腔体构成气流通道。
[0008]作为优选:所述气室的最底端低于所述环形出水堰顶端50?200厘米，所述导流筒的最顶端低于所述环形出水堰顶端10?150厘米；所述第一中空柱状体的直径为所述筒形壳体直径的30%?60%，所述第二中空柱状体的直径为所述第一中空柱状体直径的30%?70%。
[0009]作为优选:各所述反应段内均设置有辐长为5?15厘米的环形圆盘，所述环形圆盘环设于所述导流筒最底端与进水管之间的筒形壳体内壁，且所述中空圆台的下底面距离所述环形圆盘5?20厘米。
[0010]作为优选:所述中空圆台的侧壁与筒形壳体的侧壁呈30?45度夹角，所述中空圆台的下底面与筒形壳体的内壁的间距为3?10厘米。
[0011]本发明的第二技术解决方案是:该垂向多段自气升环流厌氧生物反应器，包括筒形壳体，其特殊之处在于，所述筒形壳体的腔体内径向设置有多块隔板，多块所述隔板将所述筒形壳体的腔体分隔成多个反应段，各反应段的底部侧壁和顶部侧壁上均分别设置有进水管和出水管，且上一级反应段的出水管与下一级反应段的进水管接通构成水流通道，各反应段对应出水管所在位置的内壁设置有与筒形壳体横截面相匹配的环形出水堰；各反应段内设置有气室，所述气室由与所述筒形壳体同轴的第一中空柱状体一端固定于反应段顶部构成，且所述气室的最底端低于对应反应段中环形出水堰的顶端位置；各反应段内均设置有导流筒，所述导流筒包括中空圆台和与所述中空圆台上底面固定的第二中空柱状体，所述中空圆台下底面高于对应反应段中的进水管，第二中空柱状体的顶端高于所述气室的最底端，所述第一中空柱状体的直径大于所述第二中空柱状体的直径；各反应段顶部侧壁和底部侧壁均分别设置有出气口和进气口，且最底层反应段和最顶层反应段分别设置出气口和进气口 ；下一级反应段的出气口与上一级反应段的进气口之间经管道接通，且在管道上设置阀门；连接所述出气口的管道向腔体中部延伸至于所述第一中空柱状体接通，所述反应段底端中部设置有曝气管与所述进气口接通；所述筒形壳体最上层的反应段顶端中部设置有出气管道，所述下一级反应段的出气口、上一级反应段的进气口以及连接的管道和曝气管形成的曝气管道、筒形壳体的中部腔体及出气管道构成气流通道。
[0012]作为优选:所述气室的最底端低于所述环形出水堰顶端50?200厘米，所述导流筒的最顶端低于所述环形出水堰顶端10?150厘米；所述第一中空柱状体的直径为所述筒形壳体直径的30%?60%，所述第二中空柱状体的直径为所述第一中空柱状体直径的30%?70%。
[0013]作为优选:各所述反应段内均设置有辐长为5?15厘米的环形圆盘，所述环形圆盘环设于所述导流筒最底端与进水管之间的筒形壳体内壁，且所述中空圆台的下底面距离所述环形圆盘5?20厘米。
[0014]作为优选:所述中空圆台的侧壁与筒形壳体的侧壁呈30?45度夹角，所述中空圆台的下底面与筒形壳体的内壁的间距为3?10厘米。
[0015]本发明的第三技术解决方案是:该垂向多段自气升环流厌氧生物反应器的使用方法，其特殊之处在于，原水由最上级的反应段的进水管进入最上级的反应段，原水在反应段内处理后经环形出水堰由出水管排出，处理水通过内接或外接管道由相应的进水管依次进入下一层的反应段进行处理，并由最下级的反应段的出水管将处理水排出反应器之外；同时，反应产生的沼气经隔板的气孔排出至出气管道，利用厌氧反应产生的沼气对各反应段进行自动搅拌。
[0016]本发明的第四技术解决方案是:该垂向多段自气升环流厌氧生物反应器的使用方法，其特殊之处在于，原水由最上级的反应段的进水管进入最上级的反应段，原水在反应段内处理后经环形出水堰由出水管排出，处理水通过内接或外接管道由相应的进水管依次进入下一层的反应段进行处理，并由最下级的反应段的出水管将处理水排出反应器之外；同时，反应产生的沼气经下一级反应段的出气口、上一级反应段的进气口以及连接的管道和曝气管形成的曝气管道排出至出气管道，利用厌氧反应产生的沼气对各反应段进行自动搅拌。
[0017]与现有技术相比，本发明的有益效果:
[0018]该垂向多段自气升环流厌氧生物反应器，采用隔板将其内腔分隔成多个反应段，并在各反应段设置进水管和出水管，使上一级反应段的出水管与下一级反应段的进水管接通，于是处理水可在反应器内部形成一个多级的循环；而且，各反应段的微生物种群不相同，可在各反应段内保持优势菌群，从而完成相应的功能。由于隔板的分隔，上一级反应段的水流可进入到下一级反应段，且利用厌氧反应产生的沼气对各反应段进行自动搅拌，不用外部提供动力，可使每个反应段内的水与污泥充分混