垂直折流酸化厌氧消化器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了垂直折流酸化厌氧消化器，包括三个从大到小不同直径的外筒体、中筒体和内筒体，中筒体位于外筒体中，内筒体位于中筒体中且内筒体的底部穿过所述的中筒体的底部，外筒体、中筒体和内筒体同轴设置；所述的外筒体内壁、中筒体外壁以及中筒体顶锥与顶锥颈外壁之间围合的空间自下而上形成低速区、减速区以及沉降区三个区域，所述的中筒体内壁与内筒体外壁之间围合的空间形成中速区，所述的内筒体内形成高速区；所述的外筒体的底部开设有回流口，所述的内筒体的下部开设有入料口，所述的入料口与入料管连接且所述的入料管穿过所述的内筒体底锥壁；所述的入料管与一管路调控机构连接，所述的管路调控机构的控制端连接于控制器。
【专利说明】垂直折流酸化厌氧消化器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种垂直折流酸化厌氧消化器(Vertical Baffled AcidifyAnaerobic Digestor,缩写 VBAAD)。
【背景技术】
[0002]厌氧技术的应用已有一百多年的历史，由于装置和工艺的不同，其效率的高低可相差几十倍、上百倍，传统工艺都是一步法的厌氧工艺。其装置种类极多，现代产生的一些效率很高的装置，例如:升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧流化床(AFB)等，它们都适用于中高浓度有机废水的厌氧处理，但是有一个共同的要求，即废水中的悬浮物(SS)不宜超过500mg/L。实际上，SS > 500mg/L的机废水，废弃物种类、数量很多，厌氧处理全过程很复杂，为使颗粒状的有机物最终降解为二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4),需要有可适用的工艺和装置。
[0003]水解酸化反应器多用于含高浓度、难降解有机物废水的预处理方面。其通过厌氧接触时间的控制，利用污泥中的厌氧微生物，可以达到截留污水中非溶解态有机物，并使之逐步转变为溶解态有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子有机物，提高污水可生化性的目的。水解酸化预处理有利于污水在后续处理单元得到高效处理，降低工艺的能耗、停留时间和处理成本，因此得到了广泛的应用。
[0004]目前，应用的水解酸化反应器多为传统的推流式反应器，但普遍存在泥水混合不均匀、生物利用率低、设备体积庞大、能耗大等缺点，影响着整个污水处理工艺的处理效率和出水水质。随着我国水环境污染问题的恶化，越来越多的难降解有机废水排入环境中，这也给水解酸化反应器的研究、改进、应用带来了较大的机遇。据文献报道，迄今为止我国环保科技工作者已经开发了一系列上流式、折流式、新型推流式水解酸化反应器。研究指出，影响水解酸化效率的主要因素是反应器布水的均匀性与泥水的混合效果。
【发明内容】
[0005]为了克服现有的厌氧消化器存在的泥水混合不完全，水解效果差，布水管容易堵塞等问题，而且其结构复杂，难以工程应用等缺点，本发明提供一种布水均匀、泥水混合均匀，酸化效率好的垂直折流酸化厌氧消化器。
[0006]本发明采用的技术方案是:
[0007]垂直折流酸化厌氧消化器，包括三个从大到小不同直径的外筒体、中筒体和内筒体，其特征在于:中筒体位于外筒体中，内筒体位于中筒体中且内筒体的底部穿过所述的中筒体的底部，外筒体、中筒体和内筒体同轴设置；所述的外筒体内壁、中筒体外壁以及中筒体顶锥与顶锥颈外壁之间围合的空间自下而上形成低速区、减速区以及沉降区三个区域，所述的中筒体内壁与内筒体外壁之间围合的空间形成中速区，所述的内筒体内形成高速区；所述的外筒体的底部开设有回流口，所述的回流口与回流管连接，所述的内筒体的底部开设有排渣口，所述的排渣口与排渣管连接，所述的内筒体的下部开设有入料口，所述的入料口与入料管连接且所述的入料管穿过所述的内筒体底锥壁；所述的入料管与一管路调控机构连接，所述的管路调控机构的控制端连接于控制器；所述的外筒体的上部设置有溢流槽，所述的溢流槽上方与所述的中筒体上部顶锥颈超过液面的内、外空间设置为集气室；所述的溢流槽的一端设置有溢流口，所述的溢流口通过溢流管与外部的具有水密封结构的U型管连接，所述的外筒体的顶部设置有排气口和浮渣排出口，所述的排气口和浮渣排出口可通过阀门开关切换与排气管连接。
[0008]进一步，所述的外筒体由圆柱筒以及底部和顶部的与圆柱筒等直径的圆锥斗构成；
[0009]所述的中筒体由圆柱筒以及底部和顶部的与圆柱筒等直径的圆锥斗构成；
[0010]所述的内筒体由上层为下口小上口大的长颈漏斗结构和下层为与长颈漏斗的颈部等径的圆锥斗结构构成，所述的长颈漏斗的颈部穿过所述的中筒体的底部，所述的长颈漏斗的喇叭口端面高出所述的中筒体上的圆柱筒的上端面。
[0011]进一步，所述的排气管一端与一气水分离器连接，所述的气水分离器具有中间是圆柱形结构、顶部和底部均为锥形结构的本体，所述的本体的顶部设置有排气管入口和排气管出口，所述的本体的底部设有自来水入口阀门和排水、排渣阀门，所述的本体内部设置有布气管，所述的布气管的上端与排气管入口相连接，所述的布气管的下部开设有排气孔，且所述的本体的侧壁上设置有液位控制器，所述的液位控制器由气体输入、输出的压力差和设定的液位三者之间的平衡关系，实现无动力自动控制。
[0012]进一步，所述的管路调控机构包括进料管、回流管、上管道、下管道、汽水混合加热器以及蒸汽管，所述的进料管的一端和回流管的中部连接，所述的进料管的另一端与进料泵连接、混合后的一端与所述的汽水混合加热器连接，所述的回流管的另一端与所述的回流泵连接，经过调控阀门与下管道连接。外筒体的底部与回流管连接，所述的蒸汽管与所述的汽水混合加热器连接，所述的汽水混合加热器与所述的上管道的一端连接，所述的上管道的另一端与入料管连接，所述的排渣管与下管道连接；所述的进料管、回流管以及蒸汽管上安装有流量计、泵和阀门，所述的流量计、泵与阀门的控制端均连接于控制器。
[0013]进一步，所述的排气管入口和排气管出口位置上均设置有流量计，所述的流量计的控制端与一控制器连接；所述的排气管入口和排气管出口上分别设置进气压力计和出气压力计，所述的进气压力计和出气压力计分别显示进气和出气的压力。
[0014]进一步，所述的内筒体的上部侧壁和外筒体上、中、下侧壁上开设有取样口。
[0015]进一步，所述的外筒的外壁上包裹有保温层。
[0016]进一步，所述的溢流槽为环形锯齿堰口结构。
[0017]进一步， 所述的中筒体顶锥颈的上端一侧设置有爬梯。
[0018]本发明中，被处理的料液经进料泵和回流泵在垂直折流酸化厌氧消化器内运行时，分成高速区、中速区、低速区、减速区和沉降区，最终将高SS的料液变成低SS的可溶性废水。进入内筒体的料液中可能会有不可生物降解的泥沙类颗粒固体。它们会在内筒体底部沉降，适时从排渣管排出，在高速区和中速区经不断的回流运行，使SS得以降解，从中筒体的下部可分流，进料和回流的比例可按需设定，进料的份额折流向上，回流的份额流向回流泵，继续回流再进入消化器。进料的份额向上进入低速区，再向上进入减速区，再向上进入沉降区，将料液中残留的SS和新生的菌体SS，沉降向下进行回流。沉降后的酸化液从溢流槽、溢流管流出，继而进入甲烷化阶段的处理，在VBAAD中也可产生沼气，可从排气管导向气水分离器再排出，输送到储气柜。本装置既可以作为产酸消化器，也可用作一步法的厌氧消化器。通过系统设计中安装的仪器仪表、泵和控制器进行运行参数的调控，即可实现上述两种功能的切换。
[0019]本发明的有益效果体现在:结构简单、操作方便，布水均匀、泥水混合均匀，酸化效果好。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明整体结构示意图。
[0021]图2是本发明气水分离器结构示意图。
[0022]图3是本发明管路调控机构平面示意图。
【具体实施方式】
[0023]参照图1至图3，垂直折流酸化厌氧消化器，包括三个从大到小不同直径的外筒体1、中筒体2和内筒体3，中筒体2位于外筒体I中，内筒体3位于中筒体2中且内筒体3的底部穿过所述的中筒体2的底部，外筒体1、中筒体2和内筒体3同轴设置；所述的外筒体I内壁、中筒体2外壁以及中筒体3顶锥与顶锥颈外壁之间围合的空间自下而上形成低速区11、减速区12以及沉降区13三个区域，所述的中筒体2内壁与内筒体3外壁之间围合的空间形成中速区21，所述的内筒体3内形成高速区31 ;所述的外筒体I的底部开设有回流口，所述的回流口与回流管6连接，所述的内筒体3的底部开设有排渣口，所述的排渣口与排渣管5连接，所述的内筒体3的下部开设有入料口，所述的入料口与入料管4连接且所述的入料管4穿过所述的内筒体3底锥壁；所述的入料管4与一管路调控机构连接，所述的管路调控机构的控制端连接于控制器25 ;所述的外筒体I的上部设置有溢流槽8，所述的溢流槽8上方与所述的中筒体上部顶锥颈超过液面的内、外空间设置为集气室；所述的溢流槽8的一端设置有溢流口，所述的溢流口通过溢流管7与外部的具有水密封结构的U型管连接，所述的外筒体的顶部设置有排气口 23和浮渣排出口 24，所述的排气口 23和浮渣排出口 24可通过阀门开关切换与排气管22连接。
[0024]进一步，所述的外筒体I由圆柱筒以及底部和顶部的与圆柱筒等直径的圆锥斗构成；
[0025]所述的中筒体2由圆柱筒以及底部和顶部的与圆柱筒等直径的圆锥斗构成；
[0026]所述的内筒体3由上层为下口小上口大的长颈漏斗结构和下层为与长颈漏斗的颈部等径的圆锥斗结构构成，所述的长颈漏斗的颈部穿过所述的中筒体2的底部，所述的长颈漏斗的喇叭口端面高出所述的中筒体2上的圆柱筒的上端面。
[0027]进一步，所述的排气管22另一端与一气水分离器连接，所述的气水分离器具有中间是圆柱形结构、顶部和底部均为锥形结构的本体，所述的本体的顶部设置有排气管入口111和排气管出口 112，所述的本体的底部设有自来水入口阀门和排水、排渣阀门，所述的本体内部设置有布气管115，所述的布气管115的上端与排气管入口 111相连接，所述的布气管115的下部开设有排气孔，且所述的本体的侧壁上设置有液位控制器117，所述的液位控制117器由气体输入、输出的压力差和设定的液位三者之间的平衡关系，实现无动力自动控制。所述的排气管入口 111和排气管出口 112位置上均设置有流量计116，所述的流量计116的控制端与一控制器连接；所述的排气管入口 111和排气管出口 112上分别设置进气压力计113和出气压力计114，所述的进气压力计113和出气压力计114分别显示进气和出气的压力。
[0028]进一步，所述的管路调控机构包括进料管17、回流管18、上管道19、下管道20、汽水混合加热器14以及蒸汽管26，所述的进料管17的一端和回流管18的中部连接，所述的进料管17的另一端与进料泵16连接、混合后的一端与所述的汽水混合加热器14连接，所述的回流管18的另一端与所述的回流泵15连接，经过调控阀门与下管道20连接。外筒体I的底部与回流管6连接，所述的蒸汽管26与所述的汽水混合加热器14连接，所述的汽水混合加热器14与所述的上管道19的一端连接，所述的上管道19的另一端与入料管4连接，所述的排渣管5与下管道20连接；所述的进料管17、回流管18以及蒸汽管26上安装有流量计、泵和阀门，所述的流量计、泵与阀门的控制端均连接于控制器25。
[0029]进一步，所述的内筒体3的下部与上部侧壁上和外筒体I的侧壁上中下部多处开设有取样口 21。
[0030]进一步，所述的外筒体I的外壁上包裹有保温层10。
[0031]进一步，所述的溢流槽8为环形锯齿堰口结构。
[0032]进一步，所述的中筒体2顶锥颈的上端一侧设置有爬梯9。
[0033]本发明中 ，被处理的料液经进料泵16和回流泵15在垂直折流酸化厌氧消化器内运行时，分成高速区、中速区、低速区、减速区和沉降区，最终将高SS的料液变成低SS的可溶性废水。进入内筒体的料液中可能会有不可生物降解的泥沙类颗粒固体。它们会在内筒体底部沉降，适时从排渣管排出，在高速区和中速区经不断的回流运行，使SS得以降解，从中筒体的下部可分流，进料和回流可按需设定，进料的份额折流向上，回流的份额流向回流泵，继续回流再进入消化器。进料的份额向上进入低速区，再向上进入减速区，再向上进入沉降区，将料液中残留的SS和新生的菌体SS，沉降向下进行回流。沉降的酸化液从溢流槽、溢流管流出，继而进入甲烷化阶段的处理，在VBAAD中也可产生沼气，可从排气管导向气水分离器再输出，输送到储气柜。本装置既可以作为产酸消化器，也可用作一步法的厌氧消化器。通过系统设计中安装的仪器仪表、泵和控制器进行运行参数的调控，即可实现上述两种功能的切换。
[0034]本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
【权利要求】
1.垂直折流酸化厌氧消化器，包括三个从大到小不同直径的外筒体、中筒体和内筒体，其特征在于:中筒体位于外筒体中，内筒体位于中筒体中且内筒体的底部穿过所述的中筒体的底部，外筒体、中筒体和内筒体同轴设置；所述的外筒体内壁、中筒体外壁以及中筒体顶锥与顶锥颈外壁之间围合的空间自下而上形成低速区、减速区以及沉降区三个区域，所述的中筒体内壁与内筒体外壁之间围合的空间形成中速区，所述的内筒体内形成高速区；所述的外筒体的底部开设有回流口，所述的回流口与回流管连接，所述的内筒体的底部开设有排渣口，所述的排渣口与排渣管连接，所述的内筒体的下部开设有入料口，所述的入料口与入料管连接且所述的入料管穿过所述的内筒体底锥壁；所述的入料管与一管路调控机构连接，所述的管路调控机构的控制端连接于控制器；所述的外筒体的上部设置有溢流槽，所述的溢流槽上方与所述的中筒体上部顶锥颈超过液面的内、外空间设置为集气室；所述的溢流槽的一端设置有溢流口，所述的溢流口通过溢流管与外部的具有水密封结构的U型管连接，所述的外筒体的顶部设置有排气口和浮渣排出口，所述的排气口和浮渣排出口可通过阀门开关切换与排气管连接。
2.如权利要求1所述的垂直折流酸化厌氧消化器，其特征在于:所述的外筒体由圆柱筒以及底部和顶部的与圆柱筒等直径的圆锥斗构成； 所述的中筒体由圆柱筒以及底部和顶部的与圆柱筒等直径的圆锥斗构成； 所述的内筒体由上层为下口小上口大的长颈漏斗结构和下层为与长颈漏斗的颈部等径的圆锥斗结构构成，所述的长颈漏斗的颈部穿过所述的中筒体的底部，所述的长颈漏斗的喇叭口端面高出所述的中筒体上的圆柱筒的上端面。
3.如权利要求2所述的垂直折流酸化厌氧消化器，其特征在于:所述的排气管一端与一气水分离器连接，所述的气水分离器具有中间是圆柱形结构、顶部和底部均为锥形结构的本体，所述的本体的顶部设置有排气管入口和排气管出口，所述的本体的底部设有自来水入口阀门和排水、排渣阀门，所述的本体内部设置有布气管，所述的布气管的上端与排气管入口相连接，所述的布气管的下部开设有排气孔，且所述的本体的侧壁上设置有液位控制器，所述的液位控制器由气体输入、输出的压力差和设定的液位三者之间的平衡关系，实现无动力自动控制。
4.如权利要求3所述的垂直折流酸化厌氧消化器，其特征在于:所述的管路调控机构包括进料管、回流管、上管道、下管道、汽水混合加热器以及蒸汽管，所述的进料管的一端和回流管的中部连接，所述的进料管的另一端与进料泵连接、混合后的一端与所述的汽水混合加热器连接，所述的回流管的另一端与所述的回流泵连接，经过调控阀门与下管道连接。外筒体的底部与回流管连接，所述的蒸汽管与所述的汽水混合加热器连接，所述的汽水混合加热器与所述的上管道的一端连接，所述的上管道的另一端与入料管连接，所述的排渣管与下管道连接；所述的进料管、回流管以及蒸汽管上安装有流量计、泵和阀门，所述的流量计、泵与阀门的控制端均连接于控制器。
5.如权利要求4所述的垂直折流酸化厌氧消化器，其特征在于:所述的排气管入口和排气管出口位置上均设置有流量计，所述的流量计的控制端与一控制器连接；所述的排气管入口和排气管出口上分别设置进气压力计和出气压力计，所述的进气压力计和出气压力计分别显示进气和出气的压力。
6.如权利要求5所述的垂直折流酸化厌氧消化器，其特征在于:所述的内筒体的上部侧壁和外筒体上、中、下侧壁上开设有取样口。
7.如权利要求6所述的垂直折流酸化厌氧消化器，其特征在于:所述的外筒体的外壁上包裹有保温层。
8.如权利要求7所述的垂直折流酸化厌氧消化器，其特征在于:所述的溢流槽为环形锯齿堰口结构。
9.如权利要求8所述的垂直折流酸化厌氧消化器，其特征在于:所述的中筒体顶锥颈的上端一侧设 置有爬梯。
【文档编号】C02F3/28GK103833128SQ201410032736
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2014年1月23日
【发明者】陈际平 申请人:陈际平