公布日：2022.12.02
申請日：2022.08.12
分類(lèi)號：C02F9/14(2006.01)I;C02F3/28(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種厭氧生物反應器，包括：反應器(1)、進(jìn)水布水器(2)、回流布水器(3)、循環(huán)泵(4)、三相分離器(5)；進(jìn)水布水器(2)安裝在反應器(1)底部，將反應器處理進(jìn)水和循環(huán)泵(4)輸送的回流液均勻分布至反應器底部；回流布水器(3)安裝在反應器(1)中部，收集反應器內混合液，并經(jīng)循環(huán)泵(4)回流至反應器底部，形成內回流不斷循環(huán)；三相分離器(5)安裝在反應器(1)上部，對混合液進(jìn)行泥水分離。與現有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)改進(jìn)分離器內部流道、以及增設沼氣回流攪動(dòng)等措施，解決了因細小氣泡附著(zhù)導致污泥絮體或污泥顆粒與水分離效果不佳、出水跑泥的問(wèn)題。
權利要求書(shū)
1.一種厭氧生物反應器，其特征在于，包括：反應器(1)、進(jìn)水布水器(2)、回流布水器(3)、循環(huán)泵(4)、三相分離器(5)；進(jìn)水布水器(2)安裝在反應器(1)底部，將反應器處理進(jìn)水和循環(huán)泵(4)輸送的回流液均勻分布至反應器底部；回流布水器(3)安裝在反應器(1)中部，收集反應器內混合液，并經(jīng)循環(huán)泵(4)回流至反應器底部，形成內回流不斷循環(huán)；三相分離器(5)安裝在反應器(1)上部，對混合液進(jìn)行泥水分離。
2.根據權利要求1所述的厭氧生物反應器，其特征在于，所述的反應器(1)側壁底部設有進(jìn)水口(11)和排泥口(12)，側壁中部設有回流出口(13)，側壁上部設有進(jìn)氣口(14)和出水口(15)，頂部設有出氣口(16)。
3.根據權利要求1所述的厭氧生物反應器，其特征在于，所述的進(jìn)水布水器(2)和回流布水器(3)均為穿孔母支管形式。
4.根據權利要求1所述的厭氧生物反應器，其特征在于，所述的三相分離器(5)包括外部隔板(51)、內部隔板(52)、傾斜沉淀模塊(53)、出水槽(54)、泥斗(55)、污泥回流隔擋(56)、曝氣管(57)；兩塊內部隔板(52)置于兩塊外部隔板(51)之間，外部隔板(51)與內部隔板(52)之間為進(jìn)水區，進(jìn)水區設有曝氣管(57)，兩塊內部隔板(52)之間為泥水分離區，泥水分離區內安裝傾斜沉淀模塊(53)，泥水分離區上方為出水區，出水區安裝出水槽(54)，泥水分離區下方設置泥斗(55)，泥斗(55)底部的出泥口安裝污泥回流隔擋(56)。
5.根據權利要求4所述的厭氧生物反應器，其特征在于，所述內部隔板(52)頂部高出外部隔板(51)頂部0.3-0.5m。
6.根據權利要求4所述的厭氧生物反應器，其特征在于，所述曝氣管(57)為穿孔管形式，開(kāi)孔間距為50-100mm，開(kāi)孔直徑為5-10mm，開(kāi)孔方向為斜向下45°，兩側均布。
7.根據權利要求4所述的厭氧生物反應器，其特征在于，所述曝氣管(57)的安裝高度為：距離外部隔板(51)頂端的高度為0.5-0.8m，距離內部隔板(52)底端的距離為1.2-1.5m。
8.根據權利要求1所述的厭氧生物反應器，其特征在于，所述傾斜沉淀模塊(53)包括多塊平行排列的傾斜板，傾斜板長(cháng)度為1-1.2m，水平間距為50-120mm，水平傾斜角度為60°。
9.根據權利要求1所述的厭氧生物反應器，其特征在于，所述出水槽(54)兩側設置水平三角堰，槽端部設有接口，與外部出水管相連接；所述的泥斗(55)與兩塊外部隔板(51)連接構成殼體，泥斗(55)的水平傾斜角度為50-60°；所述污泥回流隔擋(56)與泥斗(55)之間留有縫隙，縫隙寬度為150-250mm。
10.根據權利要求1所述的厭氧生物反應器，其特征在于，所述反應器(1)頂部的出氣口通過(guò)管道依次與沼氣水封罐(6)、沼氣脫水罐(7)、沼氣氣柜(8)相連，沼氣氣柜(8)的出氣管路上設有分支管路，該分支管路連接三相分離器(5)的進(jìn)氣口，并在分支管路上設有沼氣增壓風(fēng)機(9)。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現有技術(shù)存在的缺陷而提供一種厭氧生物反應器，通過(guò)改進(jìn)分離器內部流道、以及增設沼氣回流攪動(dòng)等措施，可以解決前文所述因細小氣泡附著(zhù)導致污泥絮體或污泥顆粒與水分離效果不佳、出水跑泥的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現：一種厭氧生物反應器，包括：反應器、進(jìn)水布水器、回流布水器、循環(huán)泵、三相分離器；
所述的反應器為圓柱狀或長(cháng)方體形式，側壁底部設有進(jìn)水口和排泥口，側壁中部設有回流出口，側壁上部設有進(jìn)氣口和出水口，頂部設有出氣口。
進(jìn)水布水器安裝在反應器底部，將反應器處理進(jìn)水和循環(huán)泵輸送的回流液均勻分布至反應器底部；
回流布水器安裝在反應器中部，收集反應器內混合液，并經(jīng)循環(huán)泵回流至反應器底部，形成內回流不斷循環(huán)；內回流循環(huán)的目的，是維持反應器內反應區的上升流速在2-8m/h范圍內，為厭氧污泥和廢水營(yíng)造良好的升流式流態(tài)環(huán)境，使其充分接觸反應，減少反應區死角，提高反應器處理負荷。
所述的進(jìn)水布水器和回流布水器均為穿孔母支管形式。
三相分離器安裝在反應器上部，對混合液進(jìn)行泥水分離。
三相分離器包括：外部隔板、內部隔板、傾斜沉淀模塊、出水槽、泥斗、污泥回流隔擋、曝氣管；
兩塊內部隔板置于兩塊外部隔板之間，外部隔板與內部隔板之間為進(jìn)水區，進(jìn)水區設有曝氣管，兩塊內部隔板之間為泥水分離區，泥水分離區內安裝傾斜沉淀模塊，泥水分離區上方為出水區，出水區安裝出水槽，泥水分離區下方設置泥斗，泥斗底部的出泥口安裝污泥回流隔擋。
所述內部隔板頂部高出外部隔板頂部0.3-0.5m。
所述曝氣管為穿孔管形式，開(kāi)孔間距為50-100mm，開(kāi)孔直徑為5-10mm，開(kāi)孔方向為斜向下45°，兩側均布。
所述曝氣管的安裝高度為：距離外部隔板頂端的高度為0.5-0.8m，距離內部隔板底端的距離為1.2-1.5m。
所述曝氣管的曝氣強度：?jiǎn)挝贿M(jìn)水區表面積的曝氣強度為3-5m3/m2·h。
所述傾斜沉淀模塊包括多塊平行排列的傾斜板，傾斜板長(cháng)度為1-1.2m，水平間距為50-120mm，水平傾斜角度為60°。
泥水分離區上方為出水區，所述出水槽兩側設置水平三角堰，槽端部設有接口，與外部出水管相連接。
所述的泥斗與兩塊外部隔板連接構成殼體，泥斗的水平傾斜角度為50-60°。
所述污泥回流隔擋與泥斗之間留有縫隙，縫隙寬度為150-250mm，沉淀的污泥從污泥回流隔擋與泥斗的縫隙中回流至反應器內；同時(shí)，污泥回流隔擋也阻擋混合液從泥斗底部直接進(jìn)入厭氧生物反應器內。
所述三相分離器為對稱(chēng)結構：即沿中心軸左右對稱(chēng)，可分為進(jìn)水區(氣液分離區)、泥水分離區、出水區、污泥回流區，外部隔板有2塊，其和內部隔板之間的區域為進(jìn)水區，在左右兩側進(jìn)水區內的上部，均安裝有曝氣管，進(jìn)水區曝氣管安裝高度打破了傳統底部曝氣的方式，安裝在分離器上部：距離反應器液面(外部隔板頂端)的高度為0.5-0.8m，進(jìn)水區曝氣管曝氣強度：?jiǎn)挝贿M(jìn)水區表面積的曝氣強度為3-5m3/m2·h。
反應器內可安裝一臺三相分離器，也可在同一高度安裝多臺三相分離器。
所述反應器頂部的出氣口通過(guò)管道依次與沼氣水封罐、沼氣脫水罐、沼氣氣柜相連，沼氣氣柜的出氣管路上設有分支管路，該分支管路連接三相分離器的進(jìn)氣口，并在分支管路上設有沼氣增壓風(fēng)機，能有效驅趕混合液中夾雜的細小氣泡，促進(jìn)泥水分離效果。沼氣氣柜內的沼氣除一部分進(jìn)行回流循環(huán)外，其余沼氣輸送至沼氣處置利用裝置。
與現有工藝技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)本發(fā)明厭氧生物反應器可處理各類(lèi)含高濃度有機物的廢水，由于三相分離器的高效分離效果，使得厭氧生物反應器可以在較高的處理負荷下運行。本發(fā)明中，厭氧生物反應器的COD處理容積負荷，當反應器內為絮狀污泥時(shí)可達6-10kgCOD/m3·d，當反應器內為顆粒污泥時(shí)可達15-20kgCOD/m3·d。而常見(jiàn)的厭氧生物反應器COD處理容積負荷為2-6kgCOD/m3·d。
(2)本發(fā)明厭氧生物反應器通過(guò)改進(jìn)分離器內部流道、以及增設沼氣回流攪動(dòng)等措施，可以解決因細小氣泡附著(zhù)導致污泥絮體或污泥顆粒與水分離效果不佳、出水跑泥的問(wèn)題。
(2)本發(fā)明在厭氧生物反應器內設置的三相分離器，其進(jìn)水區上部設置了曝氣管，對泥水混合液進(jìn)行攪動(dòng)，驅趕去除混合液中存在的細小氣泡，從而得到更好的泥水沉淀分離效果，解決了厭氧反應器出水跑泥的問(wèn)題。泥水分離區設置沉淀模塊，使厭氧生物反應器的處理負荷比同類(lèi)型技術(shù)產(chǎn)品提高50％以上，即本發(fā)明厭氧生物反應器的處理水量比同類(lèi)型技術(shù)產(chǎn)品提高50％以上。此外，由于解決了厭氧反應器出水跑泥的問(wèn)題，反應器內可以保持更高的污泥濃度，實(shí)現更高的污染物降解能力。另外，由于反應器出水懸浮物濃度降低(出水懸浮物可低于50mg/L)，可以大幅降低出水懸浮物對后段處理工藝的影響。
(3)外部輸入的氣體不會(huì )造成混合液中氣體濃度的升高，不會(huì )對污泥絮體與水的分離造成影響，不會(huì )影響厭氧反應器中厭氧污泥的活性，不會(huì )對廢水中污染物的去除造成影響。其原因是：
a、曝氣管采用穿孔曝氣形式，穿孔管開(kāi)孔直徑為5-10mm，氣泡尺寸較大，曝氣主要起攪動(dòng)和驅趕細小氣泡的作用。
b、曝氣管設置于進(jìn)水區內的上部，其安裝位置距離反應器液面的高度為0.5-0.8m，距離內部隔板底部的距離為1.2-1.5m。即進(jìn)水區內的曝氣可認為是表層曝氣，對進(jìn)水區下部的導流區不造成擾動(dòng)影響。
C、曝氣氣源采用廢水厭氧生物處理過(guò)程中自身產(chǎn)生的沼氣，不影響厭氧污泥活性。
（發(fā)明人：肖凡;張榮;安猛;賈希博;胡偉）
