一种用于垃圾渗滤液处理的厌氧反应器的制作方法

本发明涉及垃圾渗滤液处理技术领域，具体涉及一种用于垃圾渗滤液处理的厌氧反应器。

背景技术：

采用焚烧法处理垃圾时，通常会经过一周时间的熟化过程，以降低垃圾的含水率，熟化过程会产生一定量的渗滤液。焚烧厂垃圾渗滤液主要具有以下几个特点：(1)、有机物的种类较多且浓度高，浓度的变化幅度大。焚烧厂的垃圾渗滤液大多是当天的垃圾渗滤液，没有经过明显的生化作用，从而含有大量的杂环芳烃化合物、醇类化合物和苯胺类化合物等有机物，COD值通常在40000mg/L-80000mg/L之间。(2)、可生化性能较好。焚烧厂垃圾渗滤液要稍高于早期垃圾填埋场垃圾渗滤液，BOD/COD值通常在0.5左右。(3)、氨氮含量高。氨氮值在1000mg/L以上。(4)、金属含量高。

目前，对垃圾渗滤液的处理方法主要包括生物处理法、物理化学法、土地法以及各种工艺的组合等，而生物法是渗滤液处理中最常用的一种方法，厌氧生物处理技术具有较高的处理效率、运行能耗低、剩余污泥量少，且可回收沼气等显著优点，现已逐步在有机废水，特别是高浓度有机废水处理中得到推广应用。

近年来厌氧处理技术得到快速发展，出现了多种高效厌氧反应装置，如UASB、ABR、EGSB、IC等等，还培养出了厌氧颗粒污泥，使有些厌氧反应装置的处理负荷高达20-30kgCOD/m3.d。厌氧反应装置要达到高效、高负荷运行必须满足保持反应装置内有大量的微生物和尽可能长的泥龄；来水水质变化小，水力学条件稳定；污染物与微生物充分接触、混合等运行条件。

实际生产中废水水质、水量是不可能不变化的，这些因素的变化就会对厌氧反应装置产生冲击，这使厌氧反应装置的处理负荷大打折扣；同时，厌氧系统启动比较慢，如果要加快启动，就需要投入大量厌氧污泥菌种，在有些环境下是没有这些条件的。传统的处理系统中，提升容积负荷是通过加大进水量来实现的，这就会出现容积负荷提高的同时水力学负荷也发生改变，增加了运行难度。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种运行稳定、结构紧凑的用于垃圾渗滤液处理的厌氧反应器。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于垃圾渗滤液处理的厌氧反应器，包括具有反应容腔的反应筒体，所述反应筒体的反应容腔底部设有排泥装置，反应筒体的反应容腔上部设有三相分离装置，所述三相分离装置的一侧设有集气区，三相分离装置的上方设有泥水分离装置，所述反应筒体的上方设有混合水池，所述混合水池内安装有混合搅拌器、蒸汽喷射器、在线pH计和在线温度控制器，混合水池上连接有进水管路、加碱管路和加磷管路，所述蒸汽喷射器、在线pH计和在线温度控制器均与一过程控制器的输入端电连接，所述进水管路和加碱管路上安装有电磁阀，所述电磁阀与所述过程控制器的输出端电连接。所述反应筒体上设有将所述混合水池内的水通入反应筒体的反应容腔内的布水装置。通过在线pH计实时检测混合水池内水的pH，由过程控制器根据水的pH控制加碱管路上电磁阀的开启或关闭，实现对水的pH的自动控制，通过在线温度控制器检测混合水池内水的温度，由过程控制器根据水的温度控制蒸汽喷射器的开启或关闭，实现对水的温度的自动控制，通过人工化验检测的进水总磷含量手动控制加磷管道的开启或关闭，实现对进水总磷含量的控制，该厌氧反应器运行稳定、结构紧凑。

作为对上述技术方案的进一步改进：

所述布水装置包括设于反应筒体上方的配水池，所述配水池的底部连接有布水管路，所述布水管路延伸至反应筒体的反应容腔底部，布水管路的下端连接布水器，所述布水器包括多根设于反应筒体的反应容腔底部并与布水管路的下端连通的横向布水管，所述横向布水管上安装有多个布水头。

所述布水头呈圆柱形，布水头竖直安装在所述横向布水管上，布水头的底部设有进水口，所述进水口与横向布水管相连通，布水头的上部设有多个出水口。

多个所述出水口绕周向均布设置在所述布水头的上部，出水口的开口方向相对于水平面倾斜向下设置，布水头上设置有止回装置，避免污泥进入布水头内。

在所述三相分离装置和所述泥水分离装置之间设置有回流取水管路，所述回流取水管路连通至一回流泵的输入端，所述回流泵的输出端通过一回流管连通至所述混合水池，所述厌氧反应器的进水流量与所述回流泵的循环流量比为1：(0.5-1.0)。

所述排泥装置包括均匀布设于所述反应筒体的反应容腔底部的排泥管网，所述排泥管网连接一排泥泵，所述排泥泵的出料端通过管道连通至污泥储池。排泥泵通过排泥管网及时将多余厌氧污泥排入污泥储池，维持厌氧反应器内正常的污泥层高度。

所述三相分离装置包括安装于所述反应筒体的反应容腔上部的夹层，所述夹层上均匀装设有多个连通夹层上侧和下侧的三相分离器，所述三相分离器的中部为圆筒形的污水通道，三相分离器的上部和下部分别焊接有相互倒置的T型板。

所述泥水分离装置包括多块交错设置的泥水分离板，所述泥水分离板为ABS塑料板材；泥水分离装置的上方设有出水三角堰，保证出水表面负荷均匀，该出水三角堰底部设有出水管。

所述集气区的上部通过管道连接一水封罐，所述水封罐连接一离心风机，所述离心风机的输出端连通至一沼气燃烧火炬。

所述反应筒体的反应容腔内于所述排泥装置和三相分离装置之间的区域为反应区，所述反应区内污泥层高度与反应区的高度比为(0.3-0.6)∶1；所述厌氧反应器的反应区不同高度断面处设有多根污泥检测管路，多根所述污泥检测管路上均安装有检测阀门。方便判断厌氧污泥的生长高度和浓度。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过在反应筒体的上方设置混合水池，在混合水池上连接进水管路、加碱管路和加磷管路，混合水池内设置蒸汽喷射器、在线pH计和在线温度控制器，将蒸汽喷射器、在线pH计和在线温度控制器均与过程控制器的输入端电连接，在进水管路和加碱管路上安装电磁阀，该电磁阀与过程控制器的输出端电连接，通过在线pH计实时检测混合水池内水的pH，由过程控制器根据水的pH控制加碱管路上电磁阀的开启或关闭，通过在线温度控制器检测混合水池内水的温度，由过程控制器根据水的温度控制蒸汽喷射器的开启或关闭，通过人工化验检测的进水总磷含量手动控制加磷管道的开启或关闭，该厌氧反应器运行稳定、结构紧凑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明厌氧反应器一侧的剖视示意图。

图2为本发明厌氧反应器另一侧的剖视示意图。

图3为本发明厌氧反应器中布水器的俯视示意图。

图4为本发明厌氧反应器中布水头的结构示意图。

图5为本发明厌氧反应器中三相分离装置的俯视示意图。

图6为本发明厌氧反应器中三相分离器的结构示意图。

图7为本发明厌氧反应器中泥水分离装置的俯视示意图。

图例说明：

1、反应筒体；3、配水池；4、布水管路；5、布水器；6、横向布水管；7、布水头；8、夹层；9、三相分离器；10、T型板；11、排泥管网；12、排泥泵；13、混合水池；14、混合搅拌器；15、蒸汽喷射器；16、在线pH计；17、在线温度控制器；18、进水管路；19、加碱管路；20、加磷管路；21、回流泵；22、回流管；23、集气区；24、水封罐；25、离心风机；26、沼气燃烧火炬；27、出水三角堰；28、回流取水管路；29、反应区；30、污泥检测管路；31、泥水分离板；71、进水口；72、出水口。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

实施例

如图1和图2所示，一种本发明的用于垃圾渗滤液处理的厌氧反应器。该厌氧反应器包括具有反应容腔的反应筒体1。在反应筒体1的反应容腔底部设有排泥装置，反应筒体1的反应容腔上部设有三相分离装置，在三相分离装置的一侧设有集气区23，三相分离装置的上方设有泥水分离装置。在反应筒体1的上方设有混合水池13，该混合水池13内安装有混合搅拌器14、蒸汽喷射器15、在线pH计16和在线温度控制器17。混合水池13上连接有进水管路18、加碱管路19和加磷管路20。蒸汽喷射器15、在线pH计16和在线温度控制器17均与过程控制器的输入端电连接，进水管路18和加碱管路19上安装有电磁阀，该电磁阀与过程控制器的输出端电连接。加磷管路20上设有普通阀门。

在反应筒体1上还设置有布水装置，该布水装置包括设于反应筒体1上方的配水池3。在该配水池3的底部连接有布水管路4，该布水管路4延伸至反应筒体1的反应容腔底部。布水管路4的下端连接布水器5，该布水器5的俯视图如图3所示。该布水器5包括多根设于反应筒体1的反应容腔底部并与布水管路4的下端连通的横向布水管6，在该横向布水管6上安装有多个布水头7，该布水头7的结构如图4所示。配水池3的进水口低于混合水池13的上沿，混合水池13内的水自流进入配水池3内，然后水流经布水管路4和横向布水管6，再由布水头7流出，通过高度差产生水压力形成脉冲布水形式，保证反应筒体1的反应容腔底部布水系统无进水死角，防止局部反应区域产生酸败现象，保证了厌氧反应器的正常高效稳定运行。该布水头7呈圆柱形，布水头7竖直安装在横向布水管6上。在布水头7的底部设有进水口71，该进水口71与横向布水管6相连通，布水头7的上部设有多个出水口72。该多个出水口72优选绕周向均布设置在布水头7的上部，出水口72的开口方向相对于水平面倾斜向下设置。并且在布水头7上设置有止回装置。

本实施例中，厌氧反应器还设置有回流装置，该回流装置包括设置在三相分离装置和泥水分离装置之间的回流取水管路28，该回流取水管路28连通至一回流泵21的输入端，回流泵21的输出端通过一回流管22连通至混合水池13。回流泵21优选采用不锈钢耐腐蚀的离心泵，通过该回流装置可进一步回收未被三相分离装置截留的厌氧污泥，回流管22连通至混合水池13，回流水与进水混合后经布水装置再次进入厌氧反应器内，保证厌氧反应器内足够的污泥浓度，维持厌氧反应器良好的运行效果。该厌氧反应器的进水流量与回流泵21的循环流量比优选控制在1∶(0.5-1.0)，在此回流比条件下效果更好。

本实施例中，排泥装置包括均匀布设于反应筒体1的反应容腔底部的排泥管网11，该排泥管网11连接一排泥泵12，该排泥泵12的出料端通过管道连通至污泥储池。通过该排泥装置可及时将反应容腔内多余的厌氧污泥排出，维持厌氧反应器内正常的污泥层高度，确保厌氧反应器的稳定运行。三相分离装置包括安装于反应筒体1的反应容腔上部的夹层8，该夹层8上均匀装设有多个连通夹层8上侧和下侧的三相分离器9。三相分离装置的俯视图如图5所示，三相分离器9的结构如图6所示。夹层8的材质优选为钢筋混凝土结构或SUS304不锈钢材质。三相分离器9优选采用耐腐蚀的UPVC材质，三相分离器9的中部为圆筒形的污水通道，三相分离器9的上部和下部分别焊接有相互倒置的T型板10，该上部和下部的T型板10的斜边夹角优选为135°。在集气区23的上部通过管道连接一水封罐24。该水封罐24连接一离心风机25，离心风机25的输出端连通至一沼气燃烧火炬26。反应容腔内的泥、水、气混合物进入三相分离器9的下部时，通过上下部安装的T型板10，大部分污泥被截留在三相分离器9的下方；由于三相分离装置的上升流速相较于集气区23小，气进入集气区23，然后经水封罐24和离心风机25进入沼气燃烧火炬26燃烧后达标排放或进行其他的资源化利用；反应后的污水通过三相分离器9进入泥水分离装置。离心风机25优选采用离心式耐腐蚀防爆风机。

泥水分离装置包括多块交错设置的泥水分离板31(如图7所示)，泥水分离装置的上方设有出水三角堰27。保证出水表面负荷均匀，该出水三角堰27的底部设有出水管。泥水分离板31优选采用ABS塑料板材，多块泥水分离板31相互交错60°形成阻力，使未被三相分离装置截留的固相污泥不能通过，而反应后的污水能够通过，从而达到进一步泥水分离、回收厌氧反应器中厌氧污泥，保证厌氧反应器正常稳定运行的效果。

反应筒体1的反应容腔内于排泥装置和三相分离装置之间的区域为反应区29，该反应区29内污泥层高度与反应区29的高度比优选控制在(0.3-0.6)∶1，确保厌氧反应器的正常运行；厌氧反应器的反应区29不同高度断面处设有多根污泥检测管路30，多根污泥检测管路30上均安装有检测阀门。通过设于污泥检测管路30上的检测阀门检测反应筒体1的反应容腔内的污泥高度，并通过排泥装置及时排出多余厌氧污泥，实现对反应区29内污泥层高度与反应区29的高度比的控制。

该厌氧反应器的工作原理如下：首先通过进水管路18、加碱管路19和加磷管路20向混合水池13内加水、加碱和加磷，开启混合搅拌器14将其搅拌均匀，开启蒸汽喷射器15向混合水池13内喷入蒸汽对水进行加热，通过在线pH计16和在线温度控制器17检测水的pH和温度，由过程控制器控制相应电磁阀开启或关闭进水管路18和加碱管路19，通过人工化验检测水的总磷含量，然后手动控制加磷量。混合水池13内的水经配水池3的进水口自流进入排水池3内，然后经由布水管路4、横向布水管6，由布水头7喷出，进入反应容腔底部，完成布水。进入反应容腔内的水在反应容腔内进行反应，产生厌氧污泥、污水和气，厌氧污泥、污水和气一同上升至三相分离装置处，经三相分离装置后大部分污泥被截留在三相分离装置的下方，含少量污泥的污水上升进入泥水分离装置进一步分离，经泥水分离装置分离后的水经出水三角堰27排出。由于三相分离装置的上升流速相较于集气区23小，气进入集气区23内，然后经水封罐24和离心风机25进入沼气燃烧火炬26燃烧后达标排放或进行其他的资源化利用。通过回流取水管路28将部分处于三相分离装置和泥水分离装置之间的水回流至混合水池13内，维持厌氧反应器内足够的污泥浓度。随着厌氧反应器的运行，反应容腔内的厌氧污泥高度越来越高，通过排污装置及时将反应容腔内的厌氧污泥排出，保证厌氧反应器的正常运行。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。