上流式厌氧平底反应器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种上流式厌氧平底反应器，包括反应罐、脉冲布水器、三相分离器、平板布水器、进水管、出水管和排泥管；脉冲布水器位于所述反应罐的上方；三相分离器和所述平板布水器均位于所述反应罐的内部，平板布水器位于所述三相分离器的下方；所述进水管一端与所述脉冲布水器连接，另一端位于所述平板布水器下方；所述平板布水器设有布水孔；所述出水管位于所述三相分离器的上方并与所述反应罐连接；所述排泥管位于所述平板布水器的下方，并与所述反应罐连接。上述上流式厌氧平底反应器布水均匀，布水时和排泥时的流体流向相反，可以对平板布水器的布水孔进行有效的冲刷，降低了布水孔堵塞的可能性，提高了系统稳定运行的可持续性。
【专利说明】上流式厌氧平底反应器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及污泥处理领域，特别是涉及上流式厌氧平底反应器。
【背景技术】
[0002]上流式厌氧污泥床(Up Flow Anaerobic Sludge Blanket,简称UASB)反应器是荷兰Wageningen农业大学的Lettinga等人于1973-1977年间研制成功的。目前,在欧洲的UASB工艺已普遍形成了颗粒污泥，这使得厌氧USAB工艺在欧洲迅速得到了推广和普及。我国于1981年开始了 UASB反应器的研究工作，该技术在我国已得到了实际的推广应用。UASB反应器是目前应用最为广泛的高速厌氧反应器，该技术在国内外已经发展成为厌氧处理的主流技术之一。
[0003]USAB反应器利用微生物细胞固定化技术-污泥颗粒化实现了水力停留时间和污泥停留时间的分离，从而延长了污泥泥龄，保持了高浓度的污泥。颗粒厌氧污泥具有良好的沉降性能和高比产甲烷活性，且相对密度比人工载体小，靠产生的气体来实现污泥与基质的充分接触，节省了搅拌和回流污泥的设备和能耗，无需附设沉淀分离装置。同时反应器内不需投加填料和载体，提高了容积利用率。
[0004]在UASB反应器中，由产生的气体和进水形成的上升液流和上窜气泡对反应区内的污泥颗粒产生重要的分级作用。这种作用不仅影响污泥颗粒化进程，同时还对形成的颗粒污泥的质量有很大的影响。同时这种搅拌作用实现了污泥与基质的充分接触。
[0005]一般地，在UASB系统中，布水系统的布水均匀性直接影响反应器的处理效率。而在大多数废水应用中，由于管道式大阻力配水系统自身的结构原因，布水孔之间必然存在较大的不均匀现象，这个不均匀性容易导致废水中的粘度高的悬浮物堵塞布水孔，影响布水效果。布水系统水流的单向性也不利于堵塞布水孔的清通，随着时间的推移，UASB系统的效率会由于布水原因逐步降低，影响系统的正常运行，不利于系统长期稳定运行。
实用新型内容
[0006]基于此，有必要提供一种布水均匀且布水孔不容易堵塞的上流式厌氧平底反应器。
[0007]—种上流式厌氧平底反应器，包括反应罐、脉冲布水器、三相分离器、平板布水器、进水管、出水管和排泥管；
[0008]所述脉冲布水器位于所述反应罐的上方；
[0009]所述三相分离器和所述平板布水器均位于所述反应罐的内部，所述平板布水器位于所述三相分离器的下方；
[0010]所述进水管依次穿过所述三相分离器和平板布水器，所述进水管一端与所述脉冲布水器连接，另一端位于所述平板布水器下方；
[0011 ] 所述平板布水器设有布水孔；
[0012]所述出水管位于所述三相分离器的上方并与所述反应罐连接；[0013]所述排泥管位于所述平板布水器的下方，并与所述反应罐连接。
[0014]在其中一个实施例中，还包括污泥隔离器，所述污泥隔离器穿过所述平板布水器并分隔所述平板布水器，所述污泥隔离器一端位于所述平板布水器的上方，另一端位于所述平板布水器的下方。
[0015]在其中一个实施例中，所述污泥隔离器由交叉的隔离板组成，所述隔离板的相交线穿过所述平板布水器的中心。
[0016]在其中一个实施例中，所述隔离板相互垂直，所述隔离板平分所述平板布水器。
[0017]在其中一个实施例中，所述隔离板的数量为两个，所述隔离板将所述平板布水器的下方分成第一污泥区、第二污泥区、第三污泥区和第四污泥区。
[0018]在其中一个实施例中，所述进水管分别与所述第一、二、三、四污泥区连通。
[0019]在其中一个实施例中，所述第一、二、三、四污泥区均设有排泥口，所述排泥口分别与所述排泥管连通。
[0020]在其中一个实施例中，所述平板布水器的开孔率为0.25%-0.30%。
[0021 ] 在其中一个实施例中，所述布水孔的孔径为所述平板布水器直径的0.2%-0.4%。
[0022]在其中一个实施例中，所述进水管与所述排泥管均设有阀门。
[0023]上述上流式厌氧平底反应器，通过进水管向反应罐中注水，开启脉冲布水器，通过脉冲布水器的虹吸作用，使得水流通过平板布水器的布水孔进入反应罐，含有大量气泡的混合液不断上升，到达三相分离器，经分离后，污水通过出水管排出，污泥在重力的作用下，沉淀到反应罐底部，并通过排污管排出。在反应罐的布水区设置平板布水器，省去了布水干管和支管，最大限度地减小了管道沿程损失引起的布水不均匀系数，保证每个布水孔的均匀性。同时，上述上流式厌氧平底反应器在工作时，脉冲布水器利用虹吸工作，脉冲流量通过平板布水器，流量均匀分配在每个布水孔，不均匀系数控制在1%以内，整个水流以均匀的水层通过平板布水器，进入反应罐的反应区。反应罐内部的污泥进行面式剧烈搅动，水流向上的动力与污泥自身的重力在反应罐内部某一高度达到平衡，即可形成一定高度的悬浮层，从而有利于形成降解效率高的颗粒污泥和高效降解区。同时，布水时和排泥时的流体流向相反，可以对平板布水器的布水孔进行有效的冲刷，降低了布水孔堵塞的可能性，提高了系统稳定运行的可持续性。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为一实施方式的上流式厌氧平底反应器的立体结构示意图；
[0025]图2为一实施方式的上流式厌氧平底反应器的剖面图；
[0026]图3为一实施方式的上流式厌氧平底反应器的平板布水器的立体结构示意图；
[0027]图4为一实施方式的上流式厌氧平底反应器的平板布水器的俯视图；
[0028]图5为一实施方式的上流式厌氧平底反应器与常规上流式厌氧污泥床出水中COD含量的对比图；
[0029]图6为一实施方式的上流式厌氧平底反应器与常规上流式厌氧污泥床的活性污泥浓度的变化对比图；
[0030]附图标记:10、上流式厌氧平底反应器；100、反应罐；110、脉冲布水器；120、三相分离器；130、平板布水器；132、布水孔；140、进水管；150、出水管；160、排泥管；170、污泥 隔离器；172、隔离板；180、阀门。
【具体实施方式】
[0031]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
[0032]如图1-2所示，一实施方式的上流式厌氧平底反应器10，包括反应罐100、脉冲布水器110、三相分离器120、平板布水器130、进水管140、出水管150和排泥管160。
[0033]脉冲布水器110位于所述反应罐100的上方。三相分离器120和平板布水器130均位于反应罐100的内部，平板布水器130位于三相分离器120的下方；
[0034]其中，脉冲布水器110的工作原理是利用虹吸管中快速流动的水将进水管140中的空气带走，使管道内形成一定的真空度，在管道内外大气压差的作用下，水进入管道并排入反应罐100中。
[0035]三相分离器120是固、液、气三相分离器,三相分离器120可以将含有大量气体的混合液中的气体、液体和固体进行分离。液体通过出水管150排出，固体可以通过排泥管160排出。
[0036]进水管140依次穿过三相分离器120和平板布水器130，进水管140 —端与脉冲布水器Iio连接，另一端位于平板布水器130下方。水流通过进水管140注入反应罐100，并在脉冲布水器110的虹吸作用下，穿过平板布水器130向上运动。
[0037]如图3-4所示，平板布水器130设有布水孔132。注入反应罐100中的水穿过布水孔132并向上运动，经三相分离器120分离后的污泥，穿过布水孔132向下运动。
[0038]出水管150位于所述三相分离器120的上方并与所述反应罐100连接。经三相分离器120分离后的水相通过出水管150排出反应罐100。
[0039]排泥管160位于平板布水器130的下方，并与所述反应罐100连接。沉积在平板布水器130下方的污泥通过排泥管160排出反应罐100。
[0040]上述上流式厌氧平底反应器，通过进水管140向反应罐100中注水，开启脉冲布水器110，通过脉冲布水器110的虹吸作用，使得水流通过平板布水器130的布水孔132进入反应罐100，含有大量气泡的混合液不断上升，到达三相分离器120，经分离后，污水通过出水管150排出，污泥在重力的作用下，沉淀到反应罐100底部，并通过排污管排出。
[0041]在反应罐100的布水区设置平板布水器130，省去了布水干管和支管，最大限度地减小了管道沿程损失引起的布水不均匀系数，保证每个布水孔132的均匀性。同时，上述上流式厌氧平底反应器在工作时，脉冲布水器110利用虹吸工作，脉冲流量通过平板布水器130，流量均匀分配在每个布水孔132，不均匀系数控制在1%以内，整个水流以均匀的水层通过平板布水器130，进入反应罐100的反应区。反应罐100内部的污泥进行面式剧烈搅动，水流向上的动力与污泥自身的重力在反应罐100内部某一高度达到平衡，即可形成一定高度的悬浮层，从而有利于形成降解效率高的颗粒污泥和高效降解区。同时，布水时和排泥时的流体流向相反，可以对平板布水器130的布水孔132进行有效的冲刷，降低了布水孔132堵塞的可能性，提高了系统稳定运行的可持续性。
[0042]请再参阅图2和图3，在本实施例中，还包括污泥隔离器170，污泥隔离器170穿过平板布水器130并分隔所述平板布水器130，污泥隔离器170 —端位于平板布水器130的上方，另一端位于平板布水器130的下方。在本实施方式中，污泥隔离器170由交叉的隔离板172组成，隔离板172的相交线穿过平板布水器130的中心。更进一步地，隔离板172相互垂直，隔离板172平分平板布水器130。在本实施方式中，隔离板172的数量为两个，隔离板172将平板布水器130的下方分成第一污泥区、第二污泥区、第三污泥区和第四污泥区。
[0043]隔离板172将平板布水器130分隔，使得平板布水器130在布水的基础上，将上流式厌氧平底反应器分成若干个小区域，在本实施方式中，隔离板172将反应罐100分成了 4个相同的区域。当上流式厌氧平底反应器需要排泥时，关闭脉冲布水器110，相应的区域进入非脉冲的静置状态，待达到污泥沉淀时间后，打开反应罐100下方的排泥管160，通过反应罐100自身的水压，反应罐100底部的污泥均匀通过平板布水器130的布水孔132，进入排泥区，排出反应罐100，排泥的均匀效果得以保障。
[0044]在本实施例中，第一污泥区、第二污泥区、第三污泥区和第四污泥区均设有排泥口，排泥口分别与排泥管160连通。如图1所示，第一、二、三和四污泥区分别对应有排泥管160，使得污泥区的污泥可以分区域排出，增强排泥的效果。
[0045]在一实施方式中，平板布水器130的开孔率为0.25%-0.30%。布水孔132的数量可以根据平板布水器130的大小以及工艺的需要进行选择。当开孔率为0.25-0.30%时，平板布水器130布水均匀，而且布水孔132不容易堵塞。
[0046]在一实施方式中，布水孔132的孔径为平板布水器130直径的0.2%_0.4%。布水孔132的孔径可以根据平板布水器130的大小进行选择。在本实施方式中，布水孔132的单位孔径的流速范围在5-6m/s,单孔孔径不小于25_。
[0047]在一实施方式中，进水管140与排泥管160均设有阀门180。可以通过阀门180控制进水管140和排泥管160的关闭或打开，进而控制水的进入以及污泥的排出。
[0048]以下对上述上流式厌氧平底反应器的废水处理效果进行说明。以上流式厌氧平底反应器对鞭炮纸废水的处理效果为例。
[0049]如图5所示，曲线a为常规UASB工艺(以下称为系统I)对鞭炮纸废水处理的效果图；曲线b为上流式厌氧平底反应器工艺(以下称为系统2)的处理效果图；曲线c为两个系统的进水COD浓度。
[0050]系统I和系统2均在同样的条件下运行，在进水COD浓度相同的情况下，起初系统I和系统2的COD的出水浓度相差不大，但随着时间的推移，两个系统的COD浓度均出现增长，进入第三个月后，系统I和系统2的COD去除率达到峰值。但在往后的运行中，系统I的COD去除率开始出现明显回落，而系统2回落趋势不明显。
[0051]由此可见，进入厌氧悬浮物含量高的前提下，系统I的布水系统会出现堵塞现象，从而影响整个系统的处理效果。在其他条件不变的前提下，系统2可以保证布水系统的稳定性，进而保证了系统工作的稳定性。
[0052]图6所示的是系统I和系统2中有活性的污泥浓度(MLVSS)随着时间的变化而变化。其中，曲线I代表系统I中的有活性的污泥浓度(MLVSS)随着时间的变化而变化的曲线图。曲线2代表系统2中的有活性的污泥浓度(MLVSS)随着时间的变化而变化的曲线图。系统I的有活性的污泥浓度(MLVSS)减少明显，系统2的有活性的污泥浓度(MLVSS)基本维持在一个水平线上。这种变化的主要原因是厌氧进水会携带如非活性的污泥和生物毒性物质，使高效排泥的污泥活性性能得到有效保持，从而保证了系统的稳定性。
[0053]以上现象说明上流式厌氧平底反应器有利于形成降解效率高的颗粒污泥和高效降解区，从而保证了系统的稳定性。
[0054]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种上流式厌氧平底反应器，其特征在于，包括反应罐、脉冲布水器、三相分离器、平板布水器、进水管、出水管和排泥管； 所述脉冲布水器位于所述反应罐的上方； 所述三相分离器和所述平板布水器均位于所述反应罐的内部，所述平板布水器位于所述三相分离器的下方； 所述进水管依次穿过所述三相分离器和平板布水器，所述进水管一端与所述脉冲布水器连接，另一端位于所述平板布水器下方； 所述平板布水器设有布水孔； 所述出水管位于所述三相分离器的上方并与所述反应罐连接； 所述排泥管位于所述平板布水器的下方，并与所述反应罐连接。
2.根据权利要求1所述的上流式厌氧平底反应器，其特征在于，还包括污泥隔离器，所述污泥隔离器穿过所述平板布水器并分隔所述平板布水器，所述污泥隔离器一端位于所述平板布水器的上方，另一端位于所述平板布水器的下方。
3.根据权利要求2所述的上流式厌氧平底反应器，其特征在于，所述污泥隔离器由交叉的隔离板组成，所述隔离板的相交线穿过所述平板布水器的中心。
4.根据权利要求3所述的上流式厌氧平底反应器，其特征在于，所述隔离板相互垂直，所述隔离板平分所述平板布水器。
5.根据权利要求3所述的上流式厌氧平底反应器，其特征在于，所述隔离板的数量为两个，所述隔离板将所述平板布水器的下方分成第一污泥区、第二污泥区、第三污泥区和第四污泥区。
6.根据权利要求5所述的上流式厌氧平底反应器，其特征在于，所述进水管分别与所述第一、二、三、四污泥区连通。
7.根据权利要求5所述的上流式厌氧平底反应器，其特征在于，所述第一、二、三、四污泥区均设有排泥口，所述排泥口分别与所述排泥管连通。
8.根据权利要求1所述的上流式厌氧平底反应器，其特征在于，所述平板布水器的开孔率为 0.25%-0.30%ο
9.根据权利要求1所述的上流式厌氧平底反应器，其特征在于，所述布水孔的孔径为所述平板布水器直径的0.2%-0.4%。
10.根据权利要求1-9任一项所述的上流式厌氧平底反应器，其特征在于，所述进水管与所述排泥管均设有阀门。
【文档编号】C02F3/28GK203668115SQ201420014756
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】胡奠新, 何炳均, 唐国栋, 黄勇超, 仑见强, 谢溢明 申请人:广州恒河环保发展有限公司