上旋流无动力循环厌氧反应器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种上旋流无动力循环厌氧反应器，包括：罐体；中心分流筒，该中心分流筒设置有多个分流筒出水口，所述多个出水口中的每一个的下游均设置有导流板；一个使得废水进入到所述罐体内的进水管，所述进水管位于所述罐体底部并且自罐体侧面延伸进入至所述中心分流筒内；混合液收集提升装置；在混合液收集提升装置上方的上三相分离器；布置在上三相分离器上方的混合液分离器；设置在罐体上部的出水管。混合液收集提升装置通过混合液提升管连接至混合液分离器，上三相分离器通过沼气上升管连接至混合液分离器；所述导流板的后侧位置至罐体外侧之间连接有用于排出污泥的排泥管。
【专利说明】上旋流无动力循环厌氧反应器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及废水处理领域，尤其涉及一种上旋流无动力循环厌氧反应器。
【背景技术】
[0002]厌氧消化工艺是一种高效的高浓度有机废水生物处理工艺，通过厌氧微生物的代谢作用将高分子有机物分解为低分子有机物，并产生沼气，具有污泥浓度高、运行负荷高、占地少、动力需求小等特点，是一种低碳、环保、节能的污水处理技术。
[0003]厌氧消化工艺由普通厌氧消化法演变发展为厌氧接触法(厌氧活性污泥法)、生物滤池法、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧流化床、复合厌氧法等，其中普通消化池法、厌氧接触法等为第一代厌氧反应器，生物滤池法、UASB、厌氧流化床等为第二代厌氧反应器，随着厌氧技术的发展，由UASB衍生的EGSB和IC (内循环厌氧反应器)为第三代厌氧反应器。EGSB相当于把UASB反应器的厌氧颗粒污泥处于流化状态，而IC反应器则是把两个UASB反应器上下叠加，利用污泥床产生的沼气作为动力来实现反应器内混合液的内循环。
[0004]厌氧接触池作为第一代厌氧反应器的代表，没有污泥拦截设计，污泥随水流出，反应器内污泥浓度较低，处理效果差，为了达到较好的处理效果，废水在反应器内通常要停留几天到十几天之久。
[0005]以UASB (上流式厌氧污泥床反应器)为代表的第二代厌氧反应器，增设泥水气三相分离装置，增加了污泥在反应器内的停留时间，从而在一定程度上提高了反应器内的污泥浓度，处理效率明显提高。为了保持污泥浓度，UASB的上升流速都比较低，较低的水力负荷影响传质效果，所以，UASB的运行负荷低、不耐冲击，当水质波动较大时，易造成污泥大量流失，运行维护较为麻烦。
[0006]第三代厌氧反应器的典型代表是内循环厌氧反应器(IC厌氧反应器)，通过双层三相分离器和沼气提升装置实现了废水内循环，在保持污泥量的同时，增加了水力负荷，更易形成沉降性能很好的颗粒污泥，在污泥浓度、传质效果、搅拌混合、容积负荷等方面均有较大程度的提高。目前，IC厌氧是厌氧处理工艺的主流技术，被广泛应用。
[0007]现有IC厌氧反应器大多采用配水器+布水器的进水形式，高浓度有机废水通过配水器的多根布水管分配至各个布水器。为了保证布水管出口流速，管径设计较小，容易形成堵塞，造成布水不均匀，且疏通时需要停止进水，影响正常生产。多布水器布置，容易造成布水器之间以及布水器与反应器罐体间形成布水盲区，颗粒污泥易在布水盲区处积累，导致布水盲区面积逐步扩大，日积月累，导致反应底部布水形成沟流、短流，从而影响运行负荷及处理效果。另外，高浓度有机废水进入IC反应器后和颗粒污泥直接接触，当废水PH、COD以及部分有害物质量突然变化时，容易造成颗粒污泥死亡，耐冲击性下降。
[0008]现有IC厌氧反应器高径比较大，属于“细高型”构造，且下部三相分离器一般位于罐体中间及偏上位置，受相对压力影响，沼气提升量较小，造成内循环量减小，影响IC反应器的耐冲击性和水力负荷。
[0009]因此，需要一种能有效地解决IC厌氧反应器布水管易堵塞、布水不均匀、内循环量小、不耐冲击等缺点的装置。
实用新型内容
[0010]为了解决现有技术中的上述问题，本实用新型提出了新型的一种上旋流无动力循环厌氧反应器。
[0011]根据本实用新型的一个方面，提供了一种上旋流无动力循环厌氧反应器，包括:罐体；固定在所述罐体底部的中心分流筒，该中心分流筒的侧壁沿圆周方向设置有多个分流筒出水口，所述多个出水口中的每一个的下游均设置有用于使得出水形成旋流的导流板；一个使得废水进入到所述罐体内的进水管，所述进水管位于所述罐体底部并且自罐体侧面延伸进入至所述中心分流筒内；布置在所述罐体内的混合液收集提升装置；布置在所述罐体内并且在所述混合液收集提升装置上方的上三相分离器，在所述上三相分离器上方具有用于形成沉淀区的空间；布置在所述上三相分离器上方的混合液分离器，所述混合液分离器设置有沼气管道以及与所述中心分流筒的上方连通的回水管；设置在罐体上部的用于使得沉淀后的废水经由溢流堰流出的出水管；其中，所述混合液收集提升装置通过混合液提升管连接至所述混合液分离器，所述上三相分离器通过沼气上升管连接至所述混合液分离器；所述导流板的后侧位置至罐体外侧之间连接有用于排出污泥的排泥管。
[0012]根据本实用新型的第二方面，在所述上旋流无动力循环厌氧反应器中，所述混合液收集提升装置布置在罐体中间偏下位置。
[0013]根据本实用新型的第三方面，所述多个导流板与所述中心分流筒共同布置成类似叶轮的形式。
[0014]根据本实用新型的第四方面，所述中心分流筒的顶部可以为三角锥形，其底部与罐底固定。
[0015]根据本实用新型的第五方面，所述导流板位于各对应的分流筒出水口的相同侧。
[0016]根据本实用新型的第六方面，所述导流板为弧形导流板。
[0017]根据本实用新型的第七方面，所述导流板沿逆时针方向或逆时针方向弯曲，并且沿所述中心分流筒的外侧均匀布置。
[0018]根据本实用新型的第八方面，所述导流板底部与罐底可以预留10 - 20cm的缝隙。
[0019]根据本实用新型的第九方面，所述导流板顶端与侧面罐壁距离可以是0.5-1.0m。
[0020]根据本实用新型的第十方面，所述分流筒出水口、导流板、排泥管一一对应，各自的数量可以在3至9的范围内。
[0021]本实用新型至少具有以下优点:
[0022]通过利用根据本实用新型的上旋流无动力循环厌氧反应器，能够保证进水水质的稳定均匀，增加耐冲击性；增加废水和颗粒污泥混合，且保证与罐壁间无死区；不会因管径较小而发生堵塞，且中心单点布水方式解决多点布水由于管道阻力不同而造成配水不均；增加反应器的耐冲击性。有效地解决IC厌氧反应器布水管易堵塞、布水不均匀、内循环量小、不耐冲击等问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]参考随附的附图，本实用新型更多的目的、功能和优点将通过本实用新型实施方式的如下描述得以阐明，其中:
[0024]图1a示意性示出了本实用新型上旋流无动力循环厌氧反应器的结构示意图。
[0025]图1b为图1a沿A-A线的剖面图。
【具体实施方式】
[0026]通过参考示范性实施例，本实用新型的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本实用新型并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本实用新型的具体细节。
[0027]应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本实用新型所要求保护内容的限制。
[0028]在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
[0029]本实用新型提供一种上旋流无动力循环厌氧反应器，其中图1示意性示出了根据本实用新型的上旋流无动力循环厌氧反应器示意图，如图1a所示，所述上旋流无动力循环厌氧反应器100包括罐体101、混合液收集提升装置102，混合液收集提升装置102布置在罐体中间偏下位置、布置在所述混合液收集提升装置102上方的上三相分离器103、在上三相分离器103上方具有用于形成沉淀区的空间；布置在所述上三相分离器103上方的混合液分离器104、混合液收集提升装置102通过混合液提升管105连接至所述混合液分离器104，所述上三相分离器103通过沼气上升管106连接至所述混合液分离器104 ;所述混合液分离器104设置有沼气管道和回水管107。回水管107与中心分流筒108的上方连通。中心分流筒108固定在所述罐体底部，其顶部为三角锥形，与回水管107相连，高1.0-1.5m，其底部与罐底固定。
[0030]中心分流筒108的侧壁沿圆周方向设置有多个分流筒出水口 110，分流筒出水口110中的每一个的下游均设置有用于使得出水形成旋流的导流板109，例如导流板109为叶轮式弧形导流板。导流板位于每一分流筒出水口 110的同一侧，沿逆时针方向或逆时针方向弯曲，并且沿所述中心分流筒的外侧均匀布置(如图1b所示)。多个导流板与所述中心分流筒共同布置成类似叶轮的形式。导流板109底部与罐底预留10cm-20cm缝隙，通过固定件与罐底板固定，例如通过槽钢与罐底板焊接的方式固定。导流板109顶端与罐壁101距离0.5-1.0m，通过固定件与其固定，例如通过槽钢与罐壁101焊接的方式固定。导流板109后侧位置，受水流涡流影响形成一个涡流区114。一个进水管111位于所述罐体101底部并且自罐体侧面延伸进入至所述中心分流筒108内，用于使废水进入到所述罐体内。排泥管112设置在每一导流板109的后侧，连接至罐体101外侧。出水管113设置在罐体上部，用于使沉淀后的废水经由溢流堰流出。分流筒出水口 110、叶轮式弧形导流板109、排泥管112设置为一一对应，数量为3至9。
[0031]本实用新型的上旋流无动力循环厌氧反应器工作原理如下:
[0032]高浓度有机废水通过进水管111进入上旋流无动力循环厌氧反应器100内部的中心分流筒108。进水与回流水混合后通过5个分流筒出水口 110进入反应器，在弧形导流板109和罐壁101的导流作用下形成旋流。颗粒污泥和进水中的有机物充分混合传质，产生沼气，自身比重降低，迅速向上运行，成膨化状态。当颗粒污泥、沼气、废水上升至混合液收集提升装置102时，沼气、水和部分颗粒污泥被收集，通过混合液提升管105提升至混合液分离器104，在混合液分离器104中，沼气从混合液中释放出来，通过沼气管道排出，颗粒污泥和废水的混合液通过回水管107回流至中心分流筒108内，与进水混合。在此过程中，可完成COD降解总量的80%，大部分颗粒污泥受阻挡释放气体后在自身重力的作用下回流下来，再与有机废水接触后，继续产气上升，使颗粒污泥始终成上升下降再上升的悬浮状态，防止颗粒污泥沉积，有利于增加颗粒污泥活性。另外，大的旋流作用易促进絮状泥缠绕，有利于促进颗粒污泥的形成。
[0033]混合液收集提升装置102位于罐体的中间偏下位置，这样通过增加埋深有利于提高混合液的提升量，从而增加回流量，保证大的水力负荷，有利于传质和颗粒污泥的形成。废水经过混合液提升装置102后，进入精处理状态，将有机物进一步降解，产生的沼气和溶解的一部分沼气通过上三相分离器103进行收集，收集的气体通过沼气上升管106输送至混合液分离器104，与其释放的沼气一起进入沼气管道排出。废水经过上三相分离器103后，进入沉淀区，沉淀一部分絮状悬浮物后通过溢流堰进入出水管113排出反应器。
[0034]在弧形导流板109后侧位置，受水流涡流影响形成一个涡流区114，老化、钙化污泥在此沉积，通过排泥管112排出反应器，避免因颗粒污泥大面积沉积导致底部配水不均。
[0035]综上，本实用新型的上旋流无动力循环厌氧反应器有以下优点:
[0036]1.回流水和进水在中心分流筒直接混合后再进入反应器，可以缓解进水PH变化较大、COD较高引起的水质波动，对进水进行大水量稀释，保证进水水质的稳定均匀，增加耐冲击性。经实践证明，上旋流无动力循环厌氧反应器可耐受PH = 4的废水直接进水不需要外部稀释和加碱调节。
[0037]2.叶轮式弧形导流板布置和罐壁形成一个循环的圆周空间，水流通过导流板和罐壁的双重导流作用形成逆时针旋转，有利于增加废水和颗粒污泥混合，且保证与罐壁间无死区。单布水点设计，避免多布水器间形成死区，将布水均匀程度发挥到最佳。导流板后侧形成的涡流可加快老化污泥和钙化污泥的沉积，及时排除反应器，防止颗粒污泥沉积区域逐渐增大。
[0038]3.单点布水设计，改变原来多根配水管的方式为单根进水管，不会因管径较小而发生堵塞，且中心单点布水方式解决多点布水由于管道阻力不同而造成配水不均；
[0039]4.混合液提升装置埋深增加，有利于增加混合液的提升量，从而增大回流量，增加反应器的耐冲击性；
[0040]结合这里披露的本实用新型的说明和实践，本实用新型的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本实用新型的真正范围和主旨均由权利要求所限定。
【权利要求】
1.一种上旋流无动力循环厌氧反应器，其特征在于，所述反应器包括: 罐体； 固定在所述罐体底部的中心分流筒，该中心分流筒的侧壁沿圆周方向设置有多个分流筒出水口，所述多个出水口中的每一个的下游均设置有用于使得出水形成旋流的导流板；一个使得废水进入到所述罐体内的进水管，所述进水管位于所述罐体底部并且自罐体侧面延伸进入至所述中心分流筒内； 布置在所述罐体内的混合液收集提升装置； 布置在所述罐体内并且在所述混合液收集提升装置上方的上三相分离器，在所述上三相分离器上方具有用于形成沉淀区的空间； 布置在所述上三相分离器上方的混合液分离器，所述混合液分离器设置有沼气管道以及与所述中心分流筒的上方连通的回水管； 设置在罐体上部的用于使得沉淀后的废水经由溢流堰流出的出水管； 其中，所述混合液收集提升装置通过混合液提升管连接至所述混合液分离器，所述上三相分离器通过沼气上升管连接至所述混合液分离器； 所述导流板的后侧位置至罐体外侧之间连接有用于排出污泥的排泥管。
2.根据权利要求1所述的上旋流无动力循环厌氧反应器，其特征在于，所述混合液收集提升装置布置在罐体中间偏下位置。
3.根据权利要求2所述的上旋流无动力循环厌氧反应器，其特征在于，所述多个导流板与所述中心分流筒共同布置成叶轮的形式。
4.根据权利要求1至3之一所述的上旋流无动力循环厌氧反应器，其特征在于，所述中心分流筒的顶部为三角锥形，其底部与罐底固定。
5.根据权利要求1至3之一所述的上旋流无动力循环厌氧反应器，其特征在于，所述导流板位于各对应的分流筒出水口的相同侧。
6.根据权利要求1至3之一所述的上旋流无动力循环厌氧反应器，其特征在于，所述导流板为弧形导流板。
7.根据权利要求1至3之一所述的上旋流无动力循环厌氧反应器，其特征在于，所述导流板沿逆时针方向或逆时针方向弯曲，并且沿所述中心分流筒的外侧均匀布置。
8.根据权利要求1至3之一所述的上旋流无动力循环厌氧反应器，其特征在于，所述导流板底部与罐底预留10 - 20cm缝隙。
9.根据权利要求1至3之一所述的上旋流无动力循环厌氧反应器，其特征在于，所述导流板顶端与侧面罐壁距离0.5-1.0m。
10.根据权利要求1至3之一所述的上旋流无动力循环厌氧反应器，其特征在于，所述分流筒出水口、导流板、排泥管一一对应，各自的数量在3至9的范围内。
【文档编号】C02F3/28GK204211533SQ201420616697
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】杨永凯, 吕丹丹, 张萍, 孙召强 申请人:中持水务股份有限公司