专利名称：上流式厌氧反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种上流式厌氧反应器。
背景技术：
厌氧生物处理技术与传统的好氧生物处理技术相比，具有有机物负荷高，不需要大量的稀释水；净化效率高；营养物需要量少；不需曝气，能耗低，运行费用低；对冲击负荷和环境条件有较强的适应能力；可以产生沼气作为清洁能源回收利用；污泥产率低，产生的生物污泥易于脱水；反应器容积小，占地面积少等优点。已广泛应用于轻工、化工、制药等行业的中、高浓度有机废水的处理，取得了较好的效果。目前应用最为成功的是上流式厌氧污泥床反应器(UASB)。
废水通过布水器由池底进人厌氧反应器，在反应区废水与厌氧微生物充分接触，产生强烈的生化反应，有机物主要在这里被厌氧菌分解成为沼气(CH4、CO2、H2O等)，产生大量的微小沼气气泡，气泡在上升过程中逐渐汇聚增大并携带污泥、水一起上升进入三相分离器。三相分离器(气、固、液分离器)由沉淀区和集气室(或称集气罩)组成，气体首先被分离后进人集气室(罩)，由沼气管排出反应器；经气体分离后的泥水混合液进人沉淀区进行固液分离，澄清后的废水由出水槽排出反应器，沉淀下来的厌氧污泥靠重力作用由回流缝返回到反应区。上述污泥、水、沼气的分离可通过一个三相分离器来完成。
对于高效厌氧反应器而言，为了保证厌氧消化装置中能够维持足够量的污泥以及良好的出水水质，必须在这些装置中设置三相分离器。而三相分离器分离效果的好坏，直接影响到装置中气体与污泥和处理出水的分离，从而影响到反应器运行的成败。因此在反应器的设计中，三相分离器的设计是一个很关键的部分。目明国内外广泛使用的厌氧反应器存在以下问题气、污泥、水混合液中的气体进入沉淀区，即污泥与水混合物在进入沉淀区之前，气体没有有效地进行分离去除，由于气体泄漏到沉淀区而干扰固、液分离效果。被沉淀分离的污泥不能迅速返回到反应器内，不能维持反应器内有很高的污泥浓度和较长的污泥龄。
发明内容
本发明所要解决的技术方案是提供一种可以提高厌氧反应器沼气、污泥、水混合液的分离效果，保持沉淀区液流稳定，维持反应器内有很高的污泥浓度和较长的污泥龄，提高设备容积利用率的上流式厌氧反应器。
本发明采用如下技术方案本发明包括反应器筒体、设置在反应器筒体下端的布水器水管、设置在反应器筒体上端的由锥形导流筒以及设置在锥形导流筒上端的气罩构成三相分离器，气罩的罩壁下端和锥形导流筒筒壁之间设置有环形通道，锥形导流筒和反应器筒体的上筒壁之间设有环形通道，气罩顶端设置有沼气排气管，在反应器筒体的上端设置有沉淀区筒体，沉淀区筒体的顶端设置有出水槽。
本发明设置在反应器筒体上端的沉淀区筒体和反应器筒体之间采用斜置的反射板相连接。
本发明和锥形导流筒筒壁下端位置相对应的厌氧反应器筒体的筒壁由斜置的反射板构成。
本发明气罩和锥形导流筒的广口构成气室，气罩顶端设置有排气管。
本发明锥形导流筒的广口嵌置在气罩内。
本发明锥形导流筒的广口嵌置在气罩内。
本发明锥形导流筒和气罩通过支撑槽钢固定设置在反应器筒体的上端。
本发明积极效果如下本发明两个环形通道相结合将泥水分离和气水分离在不同部位完成，气、污泥、水的分离效果好，从而避免了传统的三相分离器中混合液体上升通道和污泥回流共用一个通道污泥回流受进水水流干扰较大的问题。
采用本发明能保持沉淀区液流稳定，水流流态接近层流状，使其具有良好的固液分离效果。
本发明锥形导流筒上部的圆形广口和圆筒状气罩构成一个容积较大的气室和一个较大的气液分离界面，可有效减少沼气的释放速率和排出反应器筒体的水汽夹带量。
采用本发明气、污泥、水混合液中的气体不会进入沉淀区筒体，即污泥与水混合物在进入沉淀区筒体之前，气体能有效地进行分离去除，避免由于气体泄漏到沉淀区而干扰固、液分离效果。
本发明设置在反应器筒体上端的沉淀区筒体和反应器筒体之间采用斜置的反射板相连接，这样有效增大了沉淀区容积。采用本发明被沉淀分离的污泥能迅速返回到反应器内，以维持反应器内有很高的污泥浓度和较长的污泥龄。
华北制药康欣有限公司污水处理站，采用本发明上流式厌氧反应器，总投资660万元，占地6100m2，采用“厌氧-好氧”生化工艺处理淀粉、维生素B12混合废水，建有500m3上流式厌氧污泥床反应器4座，1000m3好氧曝气池1座。单台厌氧反应器的处理能力达到500m3/d，进水COD值平均为10566mg/L，出水COD值平均为992mg/L。目前通过了国家环保总局的验收。
廊坊梅花味精有限公司一厂污水处理站采用本发明上流式厌氧反应器，总投资570万元，占地5118m2，采用“厌氧-好氧”处理工艺，建设GX-I型(500m3)上流式厌氧污泥床反应器4座，3200m3好氧曝气池1座。高浓度有机废水首先采用厌氧反应器进行处理，单台厌氧反应器的处理能力为680m3/d时，三个月的进水COD值平均为5632mg/L，出水COD值平均为327mg/L。厌氧反应器出水和低浓度味精废水混合后采用好氧曝气池进行处理，其处理能力达4500m3/d，进水COD值为639mg/L，出水COD值为146mg/L，目前通过了廊坊市环保局的验收。
采用本发明上流式厌氧反应器，处理河北保柠集团有限公司柠檬酸生产废水870m3/d，稳定运行结果表明当系统进水COD、BOD5、SS浓度分别为11584mg/L、8100mg/L和2360mg/L时，处理后出水COD、BOD5、SS分别为166mg/L、34mg/L、40mg/L，去除率分别达到98.6％、99.6％、98.3％。企业总排水口的水质低于《污水综合排放标准》(GB8978-96)表2一级标准值。厌氧反应器稳定运行负荷为5.32kgCOD/m3.d，COD去除率为95.9％，沼气产量为3500m3/d。厌氧出水接触氧化处理，COD去除率为54.9％。单台反应器负荷提高运行结果表明运行负荷可达到13.4kg COD/m3.d，COD去除率为92％。目前通过了保定市环保局组织的验收。
附图1为现有技术中UASB反应器结构示意图附图2为本发明结构示意图附图3为使用本发明废水处理工艺流程图在附图中1布水器水管、2反应器筒体、3温度计套管、4环形通道、5沉淀区筒体、6、环形通道7锥形导流筒、8广口、9气室、10排气管、11气罩、12出水槽、13出水管、14支撑槽钢、15反射板、16取样管、17人孔、18排泥管、19格栅、20调节池、21流量计、22换热器、23布水器、24水封罐、25缓冲罐、26气表、27厌氧沉淀池。
具体实施例方式
使用本发明废水处理工艺流程如附图3所示，废水经格栅19去除较大的漂浮物、悬浮物后进入调节池20，进行水量调节和水质均衡。调节后废水经流量计21和换热器22预热后通过布水器23进入本发明厌氧反应器筒体2内，通过进水的水力搅拌和沼气的气流搅拌作用，废水与污泥充分接触，厌氧菌群将废水中有机物降解为CH4和CO2(沼气)，所产沼气依次经过水封罐24、缓冲罐25和气表26计量后去用户使用；厌氧出水经厌氧沉淀池27沉淀后进入下一级处理单元。
如附图2所示，本发明包括反应器筒体2、设置在反应器筒体2下端的布水器水管1、设置在反应器筒体2上端的由锥形导流筒7以及设置在锥形导流筒7上端的气罩11构成三相分离器，气罩11的罩壁下端和锥形导流筒7筒壁之间设置有环形通道6，锥形导流筒7和反应器筒体2的上筒壁之间设有环形通道4，气罩11顶端设置有沼气排气管10，在反应器筒体2的上端设置有沉淀区筒体5，沉淀区筒体5的顶端设置有出水槽12。锥形导流筒7和气罩11通过支撑槽钢14固定设置在反应器筒体2的上端。
反应器筒体2内由于混合液有较高的上升水流速度和沼气夹带产生的气流上升速度，使污泥难以与废水实现分离，采用本发明，在锥形导流筒7内部完成沼气与混合液体的分离，同时锥形导流筒7上部的圆形广口8和圆筒状气罩11构成一个容积较大的气室9和一个较大的气液分离界面，可有效减少沼气的释放速率和排出反应器筒体2的水汽夹带量。
本发明泥水混合液通过锥形导流筒7与气罩11之间形成的环形通道6，使进入沉淀区筒体5进行泥水分离，废水中的污泥发生絮凝作用，在重力作用下沉降，并沿锥形导流筒7的斜壁返回反应区。为减缓水流速度并为污泥提供足够的停留时间，本发明的反应器筒体2的上端特意将沉淀区筒体外扩，设置在反应器筒体2上端的沉淀区筒体5和反应器筒体2之间采用斜置的反射板15相连接，即和锥形导流筒7筒壁下端位置相对应的厌氧反应器筒体2的筒壁由斜置的反射板15构成，这样有效增大了沉淀区容积。并将沉淀区底部做成与普通竖流式沉淀池相似的结构，坡度在50°左右，以利于污泥靠重力作用滑落回反应器。
本发明通过沉淀区反射板15与锥形导流筒7形成污泥回流缝即环形通道4。根据流体力学原理，环形通道4的过流面积比环形通道6过流面积小很多，其阻力较大，废水主要从环形通道6流出，沉降速度较大的污泥才能从环形通道4流回反应器筒体2；而较小的絮体就被水力淘洗排出反应器筒体2，有利于颗粒污泥的形成。
本发明环形通道4的设计至关重要，与环形通道6相结合将泥水分离和气水分离在不同部位完成，气、污泥、水的分离效果好。从而避免了传统的三相分离器中混合液体上升通道和污泥回流共用一个通道(如图1所示)污泥回流受进水水流干扰较大的问题。
如附图2所示，本发明反应器筒体2的直径为3-13米，锥形导流筒广口8的直径为2-9米，构成锥形导流筒7斜板角度α为45°-60°，反射板15的角度β为45°-60°，圆筒状气罩11的直径为2.5-10米，环形通道6的宽度为0.15-0.5米，环形通道4的宽度为0.03-0.2米。排气管10的直径为0.08-0.4米。
实施例1本发明结构如上所述，其中反应器筒体2的直径为3米，锥形导流筒广口8的直径为2米，构成锥形导流筒7斜板角度α为45°，反射板15的角度β为45°，圆筒状气罩11的直径为2.5米，环形通道6的宽度为0.25米，环形通道4的宽度为0.03米。排气管10的直径为0.08米。
实施例2本发明结构如上所述，其中反应器筒体2的直径为13米，锥形导流筒广口8的直径为9米，构成锥形导流筒7斜板角度α为60°，反射板15的角度β为60°，圆筒状气罩11的直径为10米，环形通道6的宽度为0.5米，环形通道4的宽度为0.2米。排气管10的直径为0.4米。
实施例3本发明结构如上所述，其中反应器筒体2的直径为6米，锥形导流筒广口8的直径为4.8米，构成锥形导流筒7斜板角度α为50°，反射板15的角度β为50°，圆筒状气罩11的直径为5.1米，环形通道6的宽度为0.15米，环形通道4的宽度为0.1米。排气管10的直径为0.2米。
权利要求
1.一种上流式厌氧反应器，其特征在于其包括反应器筒体(2)、设置在反应器筒体(2)下端的布水器水管(1)、设置在反应器筒体(2)上端的由锥形导流筒(7)以及设置在锥形导流筒(7)上端的气罩(11)构成三相分离器，气罩(11)的罩壁下端和锥形导流筒(7)筒壁之间设置有环形通道(6)，锥形导流筒(7)和反应器筒体(2)的上筒壁之间设有环形通道(4)，气罩(11)顶端设置有沼气排气管(10)，在反应器筒体(2)的上端设置有沉淀区筒体(5)，沉淀区筒体(5)的顶端设置有出水槽(12)。
2.根据权利要求1所述的一种上流式厌氧反应器，其特征在于设置在反应器筒体(2)上端的沉淀区筒体(5)和反应器筒体(2)之间采用斜置的反射板(15)相连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种上流式厌氧反应器，其特征在于和锥形导流筒(7)筒壁下端位置相对应的厌氧反应器筒体(2)的筒壁由斜置的反射板(15)构成。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种上流式厌氧反应器，其特征在于气罩(11)和锥形导流筒(7)的广口(8)构成气室(9)，气罩(11)顶端设置有排气管(10)。
5.根据权利要求1、2或3述的一种上流式厌氧反应器，其特征在于锥形导流筒(7)的广口(8)嵌置在气罩(11)内。
6.根据权利要求1、2或3所述的一种上流式厌氧反应器，其特征在于锥形导流筒(7)的广口(8)嵌置在气罩(11)内。
7.根据权利要求1、2或3所述的一种上流式厌氧反应器，其特征在于锥形导流筒(7)和气罩(11)通过支撑槽钢(14)固定设置在反应器筒体(2)的上端。
全文摘要
本发明涉及一种上流式厌氧反应器，其包括反应器筒体、设置在反应器筒体下端的布水器水管、设置在反应器筒体上端的由锥形导流筒以及设置在锥形导流筒上端的气罩构成三相分离器，气罩的罩壁下端和锥形导流筒筒壁之间设置有环形通道，锥形导流筒和反应器筒体的上筒壁之间设有环形通道，在反应器筒体的上端设置有沉淀区筒体，沉淀区筒体的顶端设置有出水槽，本发明两个环形通道相结合将泥水分离和气水分离在不同部位完成，气、污泥、水的分离效果好，从而避免了传统的三相分离器中混合液体上升通道和污泥回流共用一个通道污泥回流受进水水流干扰较大的问题，采用本发明能保持沉淀区液流稳定，水流流态接近层流状，使其具有良好的固液分离效果。
文档编号C02F3/28GK101054234SQ20071006181
公开日2007年10月17日 申请日期2007年4月28日 优先权日2007年4月28日
发明者杨景亮, 李再兴, 郭建博, 刘春 , 罗人明, 罗晓 申请人:河北科技大学