内外循环高效厌氧反应器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及内外循环高效厌氧反应器，其特征在于包括呈柱状结构的反应器主体，所述反应器主体内部由下而上依次包括有混合区、第一厌氧区、第二厌氧区、气液分离区及外循环区，所述第一厌氧区的上部设有一级三相分离器，所述第二厌氧反应区的上部设有二级三相分离器，所述气液分离区设有气液分离器，所述外循环区包括连接于混合区及第二厌氧区之间的外循环管路以及外循环水泵。本实用新型占地少、有机负荷高、抗冲击能力更强，性能更稳定、操作管理更简单。
【专利说明】内外循环高效厌氧反应器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及内外循环高效厌氧反应器，属于厌氧反应器结构【技术领域】。
[0002]【背景技术】
[0003]厌氧反应器是一种高效的多级内循环反应器，现有的厌氧反应器具有占地大、有机负荷低、抗冲击能力不强，性能不稳定、操作管理复杂等缺陷。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于解决上述已有技术存在的不足之处，提供一种占地小、有机负荷高、抗冲击能力强，性能稳定、操作管理简捷可靠的内外循环高效厌氧反应器。
[0005]内外循环高效厌氧反应器IECAR (Internal and external circulationanaerobIECAR reactor)是新一代高效厌氧反应器,废水在反应器中自下而上流动，污染物被细菌吸附并降解，净化过的水从反应器上部流出。
[0006]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0007]内外循环高效厌氧反应器，其特殊之处在于包括呈柱状结构的反应器主体1，所述反应器主体I内部由下而上依次包括有混合区A、第一厌氧区B、第二厌氧区C、气液分离区D及外循环区E，所述第一厌氧区B的上部设有一级三相分离器10，所述第二厌氧反应区C的上部设有二级三相分离器11，所述气液分离区D设有气液分离器12，所述外循环区E包括连接于混合区A及第二厌氧区C之间的外循环管路13以及外循环水泵14 ；
[0008]所述混合区A位于反应器主体I的最底部，通过外部设有的进水管2-1与其内部所设旋流布水器2相连通；
[0009]所述一级三相分离器10与气液分离器12之间连通有用于提升沼气的一级沼气管4 ;所述二级三相分离器11与气液分离器12之间连通有用于提升沼气的二级沼气管6 ;所述气液分离器12与所述混合区A之间连通有用于泥水回流的回流管3 ；
[0010]所述外循环管路13的上端与第二厌氧区C的二级三相分离器11的待排水管相连通，所述外循环管路13的下端与混合区A的旋流布水器2相连通；
[0011]所述一级三相分离器10及二级三相分离器11采用的材质为高聚防腐纯PP板材；
[0012]所述反应器主体I外筒体外敷有聚氨酯发泡保温层及厚彩钢板。
[0013]本实用新型内外循环高效厌氧反应器是一种高效的多级内循环反应器，与现有厌氧反应器相比，它具有占地少、有机负荷高、抗冲击能力更强，性能更稳定、操作管理更简单。当COD为10000-15000mg/l时的高浓度有机废水，传统反应器一般容积负荷为5-8kgC0D/m3,而本申请的厌氧反应器容积负荷率可达15-30kgC0D/m3。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1:为本实用新型反应器结构整体示意图。
【具体实施方式】[0015]以下参照附图，给出本实用新型的【具体实施方式】，用来对本实用新型的构成进行进一步说明。
[0016]实施例1
[0017]本实施例的内外循环高效厌氧反应器参考图，包括呈柱状结构的反应器主体I，所述反应器主体I内部由下而上依次包括有混合区A、第一厌氧区B、第二厌氧区C、气液分离区D及外循环区E，所述第一厌氧区B的上部设有一级三相分离器10，所述第二厌氧反应区C的上部设有二级三相分离器11，所述气液分离区D设有气液分离器12，所述外循环区E包括连接于混合区A及第二厌氧区C之间的外循环管路13以及外循环水泵14 ;所述混合区A位于反应器主体I的最底部，通过外部设有的进水管2-1与其内部所设旋流布水器2相连通；所述一级三相分离器10与气液分离器12之间连通有用于提升沼气的一级沼气管4 ;所述二级三相分离器11与气液分离器12之间连通有用于提升沼气的二级沼气管6 ;所述气液分离器12与所述混合区A之间连通有用于泥水回流的回流管3 ;所述外循环管路13的上端与第二厌氧区C的二级三相分离器11的待排水管相连通，所述外循环管路13的下端与混合区A的旋流布水器2相连通；所述一级三相分离器10及二级三相分离器11采用的材质为高聚防腐纯PP板材。
[0018]混合区:反应器底部进水、颗粒污泥和气液分离区回流的泥水混合物及外循环水有效地在此区混合。
[0019]第一厌氧区:混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，大部分有机物转化为沼气。混合液上升流和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈膨胀和流化状态，加强了泥水表面接触，污泥由此而保持着高的活性。随着沼气产量的增多，一部分泥水混合物被沼气提升至顶部的气液分离区。
[0020]气液分离区:被提升的混合物中的沼气在此与泥水分离并导出处理系统，泥水混合物则沿着回流管返回到最下端的混合区，与反应器底部的污泥、进水及外回流水充分混合，实现了混合液的内外部循环。
[0021]第二厌氧区:经第一厌氧区处理后的废水，除一部分被沼气提升外，其余的都通过三相分离器进入第二厌氧区。该区污泥浓度较低，且废水中大部分有机物已在第一厌氧区被降解，因此沼气产生量较少。沼气通过沼气管导入气液分离区，对第二厌氧区的扰动很小，这为污泥的停留提供了有利条件。
[0022]外循环区:从第二厌氧区的二级三相分离器下部采用泵提升已经分离好的待排水再进入底部布水装置，使得外循环水、内循环水和来水充分混合均匀，大大稀释来水浓度及有毒兀素等，更使得厌氧的负荷大大提闻。
[0023]工作过程:废水经过进水管2-1进入反应器混合区A的旋流布水器2内，与回流管3循环的泥水均匀混合后，进入第一厌氧区B内，大部分COD被降解为沼气，沼气由一级三相分离器10收集并分离后产生气提，同时带动水和污泥向上运动，沼气经由一级沼气管4送入气液分离器12内，由气液分离器12顶部收集，剩下的污泥和水则通过回流管3重新进入混合区进行混合；第一厌氧区的出水在第二厌氧区内被深度处理，余下的可生物降解的COD被去除，产生的沼气由顶部二级三相分离器11收集并分离，经由二级上升管6送入顶部的气液分离器12内，实现沼气的分离和收集。经过二级三相分离器11处理后的废水在其下部的沉淀池进行固液分离，并作为待排水再次由外循环水泵14泵入底部混合区的布水器中，使得外循环水、内循环水和来水充分混合均匀，大大稀释来水浓度及有毒元素。
[0024]从反应器工作原理中可见，反应器通过两层三相分离器来实现污泥停留时间大于水力停留时间，获得高污泥浓度；通过大量沼气和内外循环的剧烈扰动，使泥水充分接触，获得良好的传质效果。
[0025]本实用新型反应器的构造及其工作原理决定了其在控制厌氧处理影响因素方面比其它反应器更具有优势。
[0026](I)容积负荷高=IECAR反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内外循环，传质效果好，进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。
[0027](2)节省投资和占地面积=IECAR反应器容积负荷率高出普通UASB反应器3倍左右，其体积相当于普通反应器的1/4一 1/3左右，大大降低了反应器的基建投资；而且IECAR反应器高径比很大(一般为3— 8 )，所以占地面积少。
[0028](3)抗冲击负荷能力强:处理低浓度废水(C0D=2000— 3000mg/L)时，反应器内外循环流量可达进水量的2— 3倍；处理高浓度废水(C0D=10000— 15000mg/L)时，内外循环流量可达进水量的10 —15倍。大量的循环水和进水充分混合，使原水中的有害物质得到充分稀释，大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。
[0029](4)抗低温能力强:温度对厌氧消化的影响主要是对消化速率的影响。IECAR反应器由于含有大量的微生物，温度对厌氧消化的影响变得不再显著和严重。通常IECAR反应器厌氧消化可在常温条件(20— 25 °C)下进行，这样减少了消化保温的困难，节省了能量。
[0030](5)具有缓冲pH值的能力:内循环流量相当于第I厌氧区的出水回流，可利用COD转化的碱度，对PH值起缓冲作用，使反应器内pH值保持最佳状态，同时还可减少进水的投碱量。
[0031](6)内外部自动循环:结合普通厌氧反应器的回流是通过外部加压实现的，在加上IECAR反应器以自身产生的沼气作为提升的动力来实现混合液内外循环，大大降低劳动强度。
[0032](7)出水稳定性好:利用二级UASB串联分级厌氧处理，可以补偿厌氧过程中K s高产生的不利影响。Van Lier在1994年证明，反应器分级会降低出水VFA浓度，延长生物停留时间，使反应进行稳定。
[0033](8)启动周期短=IECAR反应器内污泥活性高，生物增殖快，为反应器快速启动提供有利条件。IECAR反应器启动周期一般为40天左右，而普通UASB启动周期长达4?6个月。
[0034](9)沼气利用价值高:反应器产生的生物气纯度高，CH4为70%?80%，C02为20%?30%，其它有机物为1%?5%，可作为燃料、发电等加以利用。
[0035](10)三相分离器我公司研发出采用高耐腐蚀性、使用寿命长、密度小、安装方便的高聚防腐PP板材制作而成；摒弃以往采用Q235材质及玻璃钢材质；三相分离器采用二层安装结构，每层中做到了 3— 5层三相分离板(三相一/K、气、泥)，使得三相达到了高校分离效果。
[0036](11)布水装置采用旋流均匀布水装置，摒弃以往管道开孔布水，使得布水更加均匀、泥水接触更加充分。
[0037](12)考虑实用、低成本、操作方便、美观效应，厌氧观察楼梯采用垂直旋梯制作而成。
[0038](13)对厌氧数据把控更加快速自动化，如安装PH计、温度计、测试MLSS仪、测试CH4流量计、测试进水、回流流量计等高清、精准数显仪器。
【权利要求】
1.内外循环高效厌氧反应器，其特征在于包括呈柱状结构的反应器主体(1)，所述反应器主体(I)内部由下而上依次包括有混合区(A)、第一厌氧区(B)、第二厌氧区(C)、气液分离区(D)及外循环区(E)，所述第一厌氧区(B)的上部设有一级三相分离器(10)，所述第二厌氧反应区(C)的上部设有二级三相分离器(11 )，所述气液分离区(D)设有气液分离器(12)，所述外循环区(E)包括连接于混合区(A)及第二厌氧区(C)之间的外循环管路(13)以及外循环水泵(14)。
2.如权利要求1所述内外循环高效厌氧反应器，其特征在于所述混合区(A)位于反应器主体(I)的最底部，通过外部设有的进水管(2-1)与其内部所设旋流布水器(2)相连通。
3.如权利要求1所述内外循环高效厌氧反应器，其特征在于所述一级三相分离器(10)与气液分离器(12)之间连通有用于提升沼气的一级沼气管(4);所述二级三相分离器(11)与气液分离器(12)之间连通有用于提升沼气的二级沼气管(6);所述气液分离器(12)与所述混合区(A)之间连通有用于泥水回流的回流管(3)。
4.如权利要求1所述内外循环高效厌氧反应器，其特征在于所述外循环管路(13)的上端与第二厌氧区(C)的二级三相分离器(11)的待排水管相连通，所述外循环管路(13)的下端与混合区(A)的旋流布水器(2)相连通。
5.如权利要求1所述内外循环高效厌氧反应器，其特征在于所述一级三相分离器(10)及二级三相分离器(11)采用的材质为高聚防腐纯PP板材。
6.如权利要求1所述内外循环高效厌氧反应器，其特征在于所述反应器主体(I)外筒体外敷有聚氨酯发泡保温层及厚彩钢板。
【文档编号】C02F3/28GK203530014SQ201320591472
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】姚明, 赵晓刚, 胡召堂, 李双建 申请人:安徽省绿巨人环境技术有限公司