专利名称：废水压力厌氧生物处理方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种废水厌氧生物处理的方法及其装置，特别是在压力下对废水进行厌氧生物处理的方法及其装置。
背景技术：
目前，各种类型的处理废水的反应器生产性装置，其出水口均与大气相通，在反应器中颗粒污泥被快速升流的废水所剪切，使小颗粒数量增加，减少了污泥颗粒同废水的接触面积，废水中的悬浮固体，随着上升高度的升高，受到液体静压力逐渐减少，使悬浮固体大量流失，被处理的废水净化率降低。
发明内容
为了提高反应器中废水升流速度，降低废水对颗粒污泥的剪切强度，加快污泥的生长速度，减少悬浮固体的大量流失，使反应器的进水容积负荷大幅度提高，并让废水在反应器中停留时间最短，实现对废水的强化处理，达到出水水质的预期处理效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种废水压力厌氧生物处理的方法，及其为实现这一方法所发明的废水压力厌氧生物处理反应器装置。
本发明废水压力厌氧生物处理的方法是在密闭性能优良的压力反应器装置中，利用废水处理时，厌氧微生物代谢过程中所生成的代谢气体压力，为系统的平衡压力，在设定的压力范围内，废水在压力环境系统中得到厌氧生物处理，被处理后的废水，经由栅滤层进一步过滤，残留于废水中的悬浮固体几乎全部被滤除，废水在透过栅滤层时，压力被消耗，这样不但出水水质得到彻底净化，同时所生成的沼气也具有一定的压力，为压力沼气。
本发明废水压力厌氧生物处理的反应器装置是具有优良密闭性能和较强刚度的反应器装置，是一个有着很大高径比的塔状反应器，内部由底层反应区同上层反应区两个单元组成。废水进水用泵由反应器装置底部进入底层反应区，被双螺旋导流板分割成两个各自独立的螺旋导流腔，水流在螺旋导流腔中，以湍流平流的方式，沿螺旋导流腔螺旋升角上升，在上升的同时，与颗粒污泥充分接触均匀混合，废水中所含的大部分有机物，被转化成沼气，上升的水流及沼气受到螺旋导流腔活塞效应限制，缓解了对污泥颗粒的剪切强度，同时也阻止了水环流的产生。当所产生的沼气上升到底层反应区上部时，沼气被上方的集气罩收集，沼气将沿着螺旋升流管上升。沼气上升的同时，把底层反应区的混合液提升至设在上部的回水罩中，上升的沼气在回水罩中气液分离，沼气进入集气室，由排气管排走。分离出来的泥水混合液将沿着回流管回到底层反应区的底部，并与底部的颗粒污泥和进水充分混合，这种强化了的底层反应区混合液的传质循环，使底层反应具有相当高的生物量，很长的污泥龄，并经常有大片大片的污泥，从螺旋导流板上剥脱，使底层反应区内的颗粒污泥加大，由于有很高的传质速率，使生化反应速率提高，使有机物去除能力增强。经过底层反应区处理过的废水，在升流水流的推动下，会进入到上层反应区，被继续进行处理，废水中剩余的有机物被反应区内的厌氧颗粒污泥进一步降解，使废水得到相当高的净化，产生的沼气通过出气圈进入到集气室，所带上来的废水及悬浮固体，从回水孔返回到上层反应区内，进入沉淀状态，进行固液分离。处理过的上清液由出水管引出，进入到栅滤层，将出水进一步去浊净化，由于出水具有一定的压力，以压力差为推动力，出水在透过栅滤层时，悬浮物质大部分被滤除掉，浓缩液沉降到沉降槽中，可进一步沉淀，过滤的清水，压力在过滤过程中消耗损失，但水质却达到了一定的纯度，可用于饮用以外的用途。例如洗涤、冷却用水、排灌等，如配备排水的再利用系统可使排水再生。这样，废水就完成了在压力反应器装置内处理的全过程，使出水质达到预期的处理要求。
本发明的有益效果是，在压力下处理废水，反应器装置完全密封，厌氧环境优良，气固液在系统内自然分离，效果更好，出水被栅滤层过滤，使出水水质达到三类水标准，在相同运行条件下，进水有机负荷率超常提高，产气量增加，气体产生的膨胀功增加，节省动力消耗。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的废水压力厌氧生物处理反应器装置的基本构造与工作原理图。
图中1、压力厌氧生物反应器装置，2、栅滤精滤出水器，3、反应器壳体，4、回水罩，5、螺旋升流管，6、回流管，7、底层反应区，8、上层反应区，9、气水分离罩，10、螺旋导流板，11、第1螺旋导流腔，12、第2螺旋导流腔，13、集气罩，14、回水孔，15、螺旋提升板，16、出气圈，17、中间气封，18、排气管，19、出水管，20、栅滤层，21、残气回收管，22、出水器外壳，23、浓缩液引流管，24、净化水出水管，25、排污泥管，26、混合液螺旋提升腔，27、配水器，28、沼气调压输送系统，29、沉降槽，30、集气室。
具体实施例方式
在图1中，压力厌氧生物反应器装置[1]同栅滤精滤出水器[2]是两个各自独立的装置，由出水管[19]相连通，组成了废水压力厌氧生物处理反应器装置的主体。反应器外壳[3]是一个有着很大高径比的密闭的塔状反应器，装置内的中间气封[17]将反应器装置分隔成底层反应区[7]和上层反应区[8]两个单元。在反应器装置内双螺旋导流板[10]沿壳体内壁向上旋起，并形成两个螺旋导流腔，第一导流腔[11]及第二导流腔[12]，出口对着上面的集气罩[13]，进水用泵曲反应器装置底部进入，在配水器[27]的分配下，水流在螺旋导流腔中，以湍流平流的方式，沿螺旋导流腔螺旋升角上升，在上升的同时，与厌氧颗粒污泥充分接触均匀混合，废水中所含的大部分有机物，被转化成沼气，所产生的沼气升浮到底层反应区[7]上部时，沼气被上方的集气罩[13]收集，沼气沿着螺旋升流管[5]上升，螺旋升流管[5]为复合套管，内装内水回流管[6]通到底层反应区[7]底部，在内水回流管[6]外壁同螺旋升流管[5]之间，缠绕螺旋提升板[15]直通到顶部，同气水分离罩[9]相联接固定，上升的沼气在螺旋提升腔[26]形成的夹层腔中，在上升的同时，把底层反应区[7]的混合液提升到回水罩[4]时，上升的沼气在回水罩[4]中气液分离，沼气进入集气室[30]，由排气管[18]排走。分离出来的泥水混合液将沿着回流管[6]回到底层反应区[7]的底部，并与底部的颗粒污泥和进水充分混合，经过底层反应区[7]处理过的废水，在升流水流的推动下，会进入到上层反应区[8]被继续处理，废水中剩余的有机物被反应区内的厌氧颗粒污泥进一步降解，使废水得到相当高的净化，产生的沼气通过出气圈[16]进入到集气室[30]也被排气管[18]排走，所带上来的废水及悬浮固体，从回水孔[14]返回到上层反应区[8]内，进入沉淀状态，进行进一步固液分离。处理过的上清液，由出水管[19]引出，进入栅滤精滤出水器[2]之中，内装的纤维填料栅滤层[20]被出水器外壳[22]严密封装，对透过的上清液进一步去浊净化，出水在透过栅滤层[20]时，悬浮物质大部分被滤除掉，浓缩液沉降到沉降槽[29]中，由浓缩液导流管[23]输送出系统外，可进一步沉淀或回流，由于出水具有一定的压力，压力在过滤过程中，消耗损失，但从净化水管[24]引出的水，其水质却达到了一定的纯度，在过滤过程中释放出来的沼气通过残气回收管[21]回收，所产生的压力沼气，经调压输送系统[28]同回收的残气经脱硫处理后，提供给用户。废水处理中产生的污泥，由螺旋排泥机[25]排出，完成废水压力厌氧生物处理的全过程。
权利要求
1.一种废水压力厌氧生物处理的方法，利用了在处理废水时，厌氧微生物在生长代谢过程中所生成的代谢气体压力，为系统的平衡压力，使废水在压力环境系统中，得到厌氧生物处理，出水时又利用了水的压力差作为动力，对处理过的水进一步过滤，使净化了的水具有较高的纯度，其特征是在密闭性能优良的压力反应器装置中，利用废水处理时，厌氧微生物代谢过程中所生成的代谢气体压力，为系统的平衡压力，在设定的压力范围内，废水在压力环境系统中得到厌氧生物处理，被处理后的废水，经由栅滤层进一步过滤，残留于废水中的悬浮固体几乎全部被滤除掉，废水在透过栅滤层时，压力被消耗，这样不但出水水质得到彻底净化，同时所生成的沼气也具有一定的力，为压力沼气，出水为高纯度净化了的水。
2.一种废水压力厌氧生物处理的反应器装置，具有优良的密闭性能和较强的刚度，是一个有着很大高径比的塔状反应器，内部由底层反应区和上层反应区两个单元组成，又同各自独立的栅滤精滤出水器相联通，结构成反应器的主体，其特征是反应器外壳是一个有着很大高径比的密闭的塔状反应器装置，适宜在有压力的条件下工作，装置内的中间气封将反应器分隔成底层反应区和上层反应区两个单元，双螺旋导流板沿壳体内壁向上旋起，并形成两个螺旋导流腔，出口对着上面的集气罩，所产生的沼气当升浮到底层反应区上部时，沼气被集气罩收集，沼气沿着螺旋升流管上升，螺旋升流管为复合套管，内装内水回流管通到底层反应区底部，在内水回流管外壁同螺旋升流管之间，缠绕螺旋提升板直通到顶部，同气水分离罩相联接固定，上升的沼气在螺旋提升腔形成的夹层腔中，把底层反应区的混合液提升到回水罩时，气液分离，沼气进入集气室，由排气管排走，分离出来的泥水混合液，将沿着回流管回到底层反应区的底部，经过底层反应区处理过的废水，会进入到上层反应区，被继续处理，产生的沼气通过出气圈进入到集气室，被排气管输送，所带上来的废水及悬浮固体，从回水孔返回到上层反应区，进入沉淀状态，处理过的上清液，由出水管引出，进入到栅滤精滤出水器之中，内装的纤维填料栅滤层，被出水器外壳严密封装，对透过的上清液进一步去浊净化，出水在透过栅滤层时，悬浮物质大部分被滤除掉，浓缩液沉降到沉降槽中，由浓缩液导流管输送出系统外，进一步沉淀或回流，由于出水具有一定的压力，压力在过滤时消耗损失，从净化水出水管引出的水，水质达到一定的纯度，在过滤过程中释放出来的沼气，通过残气回收管回收，所产生的压力沼气，经调压输送系统同回收的残气经脱硫后，提供给用户，废水处理中产生的污泥，由螺旋排泥机排出，完成废水压力厌氧生物处理的全过程。
3.根据权利要求2所述的废水压力厌氧生物处理的反应器装置，其特征是双螺旋导流板装置在底层反应区内，沿壳体向上旋起，并形成两个螺旋导流腔，同底层反应区的壳体一体结构，其螺旋导流板为单螺旋导流板，双螺旋导流板，三螺旋导流板，四螺旋导流板，及其多螺旋导流板结构，所形成的螺旋导流腔与螺旋导流板数量相对应，为单螺旋导流腔，双螺旋导流腔，三螺旋导流腔，四螺旋导流腔，及其多螺旋导流腔。
4.根据权利要求2所述的废水压力厌氧生物处理的反应器装置，其特征是螺旋升流管为复合套管结构，复合管段从相连的集气罩起，同回水罩结构成一个整体，在内水回流管外壁同螺旋升流管之间，缠绕螺旋提升板通到回水管上口相平，并形成螺旋提升腔夹层腔，所缠绕的螺旋提升板为单螺旋提升板，双螺旋提升板，三螺旋提升板，四螺旋提升板，及其多螺旋提升板，并相对应形成单螺旋提升腔夹层腔，双螺旋提升腔夹层腔，三螺旋提升腔夹层腔，四螺旋提升腔夹层腔。
5.根据权利要求3所述的废水压力厌氧生物处理的反应器装置，其特征是所装置的螺旋导流板可以是一个直板，并可垂直于轴线方向装置。
6.根据权利要求2或3所述的废水压力厌氧生物处理的反应器装置，其特征是双螺旋导流板装置的数量足够多时，可在壳体内间断，交错对称布置，及平行布置，同样能起到缓解对污泥颗粒的剪切强度，同时也阻止了水环流的产生。
7.根据权利要求2、3、5或6所述的废水压力厌氧生物处理的反应器装置，其特征是所装置的螺旋导流板同样可装置应用在上层反应区内。
8.根据权利要求4所述的废水压力厌氧生物处理的反应器装置，其特征是所装置的螺旋提升板可以是一个直板，并可垂直于螺旋升流管轴线方向装置。
9.如权利要求2所述的废水压力厌氧生物处理的反应器装置，其特征是反应器装置可单独独立使用，处理过的上清液由出水管直接排出。
10.根据权利要求2所述的废水压力厌氧生物处理的反应器装置，其特征是所设置的螺旋导流板可不装置该装置。
全文摘要
一种废水压力厌氧生物处理的方法及其反应器装置，处理废水时，受螺旋导流腔螺旋升角的作用，延长了废水与颗粒污泥的接触时间，降低废水对颗粒污泥的剪切强度，使废水同颗粒污泥充分混合，废水中大部分有机物被转化成沼气。并利用了生物代谢时，所生成的代谢压力，在经由栅滤层时，悬浮固体被滤除掉，使出水水质达到一定纯度，使反应器的进水容积负荷率大幅度提高，同时所生成的沼气也具有一定的压力，为压力沼气。
文档编号C02F3/28GK1769207SQ20041005068
公开日2006年5月10日 申请日期2004年10月27日 优先权日2004年10月27日
发明者王宝瑞 申请人:王宝瑞