模块化智能厌氧反应系统的制作方法
【专利摘要】一种模块化智能厌氧反应系统，包括总进水管和至少一个厌氧反应单元，各个厌氧反应单元的进水管均与总进水管连接；每个厌氧反应单元的进水管上均连接有流量计和电动阀门，根据流量计反馈的污水流量调节电动阀门的开度，以控制每个厌氧反应单元中的进水量，使每个厌氧反应单元的达到最佳运行状态。此外还在每个厌氧反应单元内增设机械提升管。该系统便于制造和运输，能够根据废水处理量选择厌氧反应单元的启用数量，在不使用氮气和颗粒污泥的情况下保证了快速启动，降低了能耗，提高了处理效果和使用寿命长。
【专利说明】模块化智能厌氧反应系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于废水处理的厌氧反应系统，属于废水厌氧反应处理【技术领域】。
【背景技术】
[0002]废水处理过程中，厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。在厌氧状态下产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。
[0003]现阶段用于废水处理的各种厌氧反应器基本是钢制和混凝土两种，钢制的占比70-90%，这两类厌氧反应器的缺点是必须在现场室外施工(由于尺寸巨大无法运输)。对于混凝土厌氧反应器，占地面积大。对于钢制厌氧反应器，由于施工环境的原因使得对整个罐体的焊接、焊接后的除锈防腐处理以及施工安全等方面变得非常困难，甚至无法按规范完成，造成了现阶段厌氧反应器尺寸大小不一，质量良莠不齐，使用寿命短。由于厌氧反应器外形巨大，不但造成运输困难；
[0004]此外，更重要的是，现有钢制厌氧反应器在启动时，大都需要使用氮气(通过制氮机制氮)或颗粒污泥启动并跟有二沉池，处理成本高，启动效率低、时间长。
[0005]目前亟需一种尺寸统一、能够任意组合、可根据污水处理量自行调整、启动快、使用寿命长的废水处理的厌氧反应系统。
【发明内容】
[0006]本实用新型针对现有厌氧生物反应技术存在的不足，提供一种运输方便、能耗低、启动快速、处理量可调节、处理效果好、使用寿命长且不需要二沉池的模块化智能厌氧反应系统。
[0007]本实用新型的模块化智能厌氧反应系统，采用下述技术方案:
[0008]该系统，包括总进水管和至少一个厌氧反应单元，各个厌氧反应单元的进水管均与总进水管连接；每个厌氧反应单元的进水管上均连接有流量计和电动阀门，根据流量计反馈的污水流量调节电动阀门的开度，以控制每个厌氧反应单元中的进水量，使每个厌氧反应单元的达到最佳运行状态。
[0009]流量计和电动阀门均与控制器连接。控制器根据流量计反馈的污水流量，控制电动阀门的开度，以控制每个厌氧反应单元中的进水量，保证每个厌氧反应单元处于最佳的处理效果。
[0010]厌氧反应单元包括池体，池体的底部设置有进水管，池体的底部设置有排泥管；池体内自下至上依次分为污泥富集区、反应区和沉淀过滤区，自下至上至少设置一级反应区，每级反应区的上部设有气固液分离区，沉淀过滤区的上方设置有出水堰，出水堰上设有出水管；池体顶部设置有气水分离罐，气水分离罐与污泥富集区之间连接有气提管，气水分离罐与最下一级反应区底部之间连接有回流管，气水分离罐与污泥富集区内部之间还连接有机械提升管，机械提升管上连接有提升泵。
[0011]池体呈柱状，外径不大于3.5米。以便于规范制造和运输。
[0012]各个厌氧反应单元并联使用，根据所需处理废水的总量确定厌氧反应单元的开启数量。运行时，废水由总进水管进入，控制开启的每个厌氧反应单元中的进水量，保证每个厌氧反应单元处于最佳的处理效果。废水进入厌氧反应单元的污泥富集区，启动提升泵，将底部污泥和废水混合液提升至气水分离罐再通过回流管回流，在初始沼气量不足的情况下无需使用氮气或颗粒污泥，实现泥水快速传质，缩短启动时间。气固液沿气提管到达气水分离罐，在气水分离罐内气体释放，水与污泥沿回流管又返回最下一级反应区下部，在最下一级反应区内再次形成气固液，然后一起上升至各级气固液分离区，并实现气固液分离，清液经出水堰排出池体外，污泥在重力的作用下向池底沉降，沼气沿各级沼气管进入气水分离罐。池体产生的颗粒污泥经排泥管定期排出池外。
[0013]本实用新型通过各个厌氧反应单元的并联使用，减小了厌氧反应单元的体积，便于制造和运输，保证了质量，能够根据废水处理量选择厌氧反应单元的启用数量，并使每个厌氧反应单元的达到最佳的处理效果，同时在厌氧反应单元中增加了机械提泥，在不使用氮气和颗粒污泥的情况下保证了快速启动，降低了能耗，提高了处理效果和使用寿命长，同时不需要使用二沉池。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型模块化智能厌氧反应系统的结构示意图。
[0015]图2是本实用新型中厌氧反应单元的结构示意图。
[0016]图中:1、厌氧反应单元，2、总进水管，3、第一级反应区、4、一级气固液分离区，5、沉淀过滤区，6、气水分离罐，7、出水堰，8、进水管，9、排泥管，10、回流管，11、第二级反应区，12、气提管，13、出水管，14、污泥富集区，15、吸口，16、池体，17、气提口，18、流量计，19、电动阀门，20、PLC (可编程控制器)，21、提升泵，22、吸管，23、机械提升管。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，本实用新型的模块化智能厌氧反应系统包括至少一个厌氧反应单元I，各个厌氧反应单元I的进水管8 (参见图2)均与总进水管2连接，各个厌氧反应单元并联使用。每个厌氧反应单元I的进水管8上均可连接有流量计18和电动阀门19，流量计18和电动阀门19均与PLC (可编程控制器)20连接，PLC20控制流量计18和电动阀门19的运行。根据需要处理的废水量，选择启用的厌氧反应单元I的数量，每个厌氧反应单元中PLC20根据流量计18反馈的污水流量，控制电动阀门19的开度，以控制每个厌氧反应单元中的进水量，保证每个厌氧反应单元处于最佳的运行状态，获得最佳的处理效果，也就是进水量和处理量均衡，在最短的时间内使废水达到排放要求。
[0018]厌氧反应单元I可以采用现有各种厌氧反应器，也可以采用本实用新型给出的如图2所示的厌氧反应单元。
[0019]如图2所示，厌氧反应单元主要包括采用钢结构的池体16，池体16内自下至上依次分为污泥富集区14、反应区和沉淀过滤区5，反应区至少设置有一级，图2中为两级，即第一级反应区3和第二级反应区11，第一级反应区3的上部设有一级气固液分离区4，第二级反应区11的上部设有二级气固液分离区，气固液分离区内均设置有三相分离器。污泥富集区14为一锥形罩围成的区域。沉淀过滤区5的上方设置有出水堰7，出水堰7上设有出水管13。设置沉淀过滤区可省去二沉池。池体16呈柱状，其直径不大于3.5米，以便于室内焊接和防腐处理，也便于运输。
[0020]池体16的顶部设置有气水分离罐6，气水分离罐6与污泥富集区14内部之间连接有气提管12，气水分离罐6与第一级反应区3的底部之间连接有回流管10，气提管12上设置有气提口 17。气提管12将污泥富集区14内的高浓度污泥和高浓废水混合液提升至气水分离罐6，借助高效传质，达到颗粒污泥快速生长的目的。分离后的泥水经回流管10自流回第一级反应区3。
[0021]池体16的底部设置有伸入污泥富集区14内的进水管8。池体I的底部还设置有排泥管9，排泥管9上设置有排泥阀，形成排泥系统，排泥时打开控制阀，通过自压排出。
[0022]气水分离罐6与污泥富集区14内部之间还连接有机械提升管23，机械提升管23可以设置在气提管12内部，沿气提管12内部由下至上伸入气水分离罐6，也可以在气提管12外部，与气提管12并排。机械提升管23与提升泵21的出口连接，提升泵21的进口与吸管22连接，吸管22伸入污泥富集区14内，吸管22上在不同方向分布有吸口 15。提升泵21可以设置在池体16的外部，也可以设置在污泥富集区14内。提升泵21设置在污泥富集区14内时可以不用吸管22。这样在初始启动阶段，可以通过提升泵21将底部污泥和废水混合液提升至气水分离罐6再回流的循环方式，加速启动，缩短启动时间，而无需使用氮气或颗粒污泥。提升泵21可与PLC20连接，由PLC20控制提升泵21的启动及运行时间。
[0023]上述模块化智能厌氧反应系统的运行过程，如下所述:
[0024]废水由总进水管2进入，根据所需处理废水的总量确定厌氧反应单元I的开启数量，由需要开启的厌氧反应单元I的PLC控制其进水管8上的电动阀门19开启，开度由PLC20根据流量计18反馈的废水流量控制，以控制开启的每个厌氧反应单元中的进水量，使进水量和处理量均衡，在最短的时间内使废水达到排放要求，保证每个厌氧反应单元处于最佳的运行状态，获得最佳的处理效果。
[0025]废水进入厌氧反应单元后，首先进入污泥富集区14，由PLC20控制提升泵21启动，将底部污泥和废水混合液提升至气水分离罐6再通过回流管10回流，在初始沼气量不足的情况下无需使用氮气或颗粒污泥，实现泥水快速传质，缩短启动时间。
[0026]随着运行时间的增加，污泥富集区14产气量增加，使污泥富集区14内水密度降低，于是在外界压力的作用下气固液沿气提管12到达气水分离罐6，在气水分离罐6内气体释放，水与污泥沿回流管10又返回第一级反应区3下部，在第一级反应区3内仍存在厌氧菌对有机物的降解，同时产生沼气，再次形成气固液，然后一起上升至一级气固液分离区和二级气固液分离区，并通过一级气固液分离区和二级气固液分离区内的三相分离器实现气固液分离。清液经沉淀过滤区5和出水堰7沿出水管13排出池体外，污泥在重力的作用下向池底沉降，因此不需要再使用二沉池沉淀。沼气沿一级沼气管16和二级沼气管15进入气水分离罐6。池体16产生的颗粒污泥经排泥管9定期排出池外。
[0027]污泥富集区14内污泥浓度高，产气量大，其内水的密度小，与上部形成明显的密度差，气水混合液提升至气水分离罐6，形成循环。第一级反应区3内污泥浓度低，气提管12内与管外形成明显的密度差，气水混合液提升至气水分离罐6，污泥富集区14内的气水混合液上升，污泥富集区14内形成负压，第一级反应区3内泥水混合液快速补充。第一级反应区3内产生的大量沼气也造成内外密度差，使气液通过气提口 17沿气提管12上升，也形成循环。通过气提管12和机械提升管23的双重提升，形成强烈传质和强化循环，污泥富集区14是使泥水混合充分、传质效率最高的地方。在第一级反应区3内微生物与有机污染物充分吸附降解，是污染物去除最高的地方。气水分离罐6连接污泥富集区2和第一级反应区3，目的在于让高浓度的有机废水在短时间内与微生物充分接触，为颗粒物的快速繁殖提供充足的营养物质，促进生物繁殖，同时借助高速剪切，冲刷，形成颗粒污泥。以上各级反应区内随着有机物浓度的降低，污泥浓度和沼气的量都降低，主要起到辅助沉淀的作用。
【权利要求】
1.一种模块化智能厌氧反应系统，包括总进水管和至少一个厌氧反应单元，其特征是:各个厌氧反应单元的进水管均与总进水管连接；每个厌氧反应单元的进水管上均连接有流量计和电动阀门。
2.根据权利要求1所述的模块化智能厌氧反应系统，其特征是:所述流量计和电动阀门均与控制器连接。
3.根据权利要求1所述的模块化智能厌氧反应系统，其特征是:所述厌氧反应单元包括池体，池体的底部设置有伸入污泥富集区内的进水管，池体的底部设置有排泥管；池体内自下至上依次分为污泥富集区、反应区和沉淀过滤区，自下至上至少设置一级反应区，每级反应区的上部设有气固液分离区，沉淀过滤区的上方设置有出水堰，出水堰上设有出水管；池体顶部设置有气水分离罐，气水分离罐与污泥富集区之间连接有气提管，气水分离罐与最下一级反应区底部之间连接有回流管，气水分离罐与污泥富集区内部之间还连接有机械提升管，机械提升管上连接有提升泵。
4.根据权利要求3所述的模块化智能厌氧反应系统，其特征是:所述池体呈柱状，外径不大于3.5米。
【文档编号】C02F3/28GK204151136SQ201420571824
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】许中华 申请人:许中华