一种上流式厌氧污水处理罐的制作方法

本实用新型涉及污水处理设备领域，具体是指一种上流式厌氧污水处理罐。

背景技术：

上流式厌氧污泥床反应器是一种处理污水的厌氧生物方法，又叫升流式厌氧污泥床，英文缩写UASB。污水自下而上通过UASB，反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分有机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。因水流和气泡的搅动，污泥床之上有一个污泥悬浮层。反应器上部设有三相分离器，用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。消化气自反应器顶部导出；污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部的污泥床；消化液从澄清区出水。UASB负荷能力很大，适用于高浓度有机废水的处理。

但现有的UASB技术往往对于进水的悬浮物浓度有所限定，进水中的悬浮物不应过高，而且污泥床会出现短流的问题，从而影响整个装置的有机物处理效率，而且一旦污泥床中的颗粒活性污泥堆积在一个区域，导致整个污泥床的污泥分布不均，就会出现局部液体酸化的问题；而现有的UASB技术水气分离效果也较差，容易出现污泥流失或者堵塞排水管的问题，并且对于水质和负荷突然变化较为敏感，也就是其耐冲击能力差。

技术实现要素：

针对以上现有技术的缺陷，本实用新型提供一种通过合理布局实现多腔室高效处理有机物效果且具有一定抗冲击能力的上流式厌氧污水处理罐。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种上流式厌氧污水处理罐，包括竖向中空结构的罐体，所述罐体内竖向设有两个固定在罐体内壁上的三相分离器，罐体顶部设有气液分离罐，所述气液分离罐设有连通两个三相分离器的气液提升管，气液分离罐还设有延伸到罐体底部的回流管，所述回流管下端端部设有锥形导流罩，气液分离罐顶部设有排气管，罐体壁上设有连通上部三相分离器的出水管，罐体底部设有中空结构的整流室，所述整流室外壁上设有连通整流室内部的进水管，整流室内设有用来输送污水的脉冲泵，罐体底部设有与脉冲泵连通的管式布水器。

本实用新型是一种立式的罐体结构，通过较高的罐体高度来增加污水停留时间或者提高污水处理量，不仅占结构紧凑、占地面积较小，而且能够提高有机物的处理效率，节省物料成本。而罐体内设有两层三相分离器，通过两个竖向设置的三相分离器能够将罐体内部分隔为三个区域，下部的三相分离器下部为流化反应床，然后两个三相分离器之间为深度净化床，上部的三相分离器上部为出水收集层，所述的三相分离器是进行气液固分离的装置，利用其特殊的导流板结构来达到分离的效果。然后罐体底部设有用来进水管理的整流室，所述的整流室是一个中空结构的腔室，整个装置要处理的污水从整流室一侧的进水管进入，然后进入到整流室腔体内，首先整流室能够起到调节水流速度和流量的作用，能够应对较高冲击。然后通过在整流室内设有的脉冲泵来将整流室内的污水输送到管式布水器中，通过管式布水器进入罐体内，这样进入罐体底部的污水流速流量稳定，且具有较高的水压保持向上的流动趋势，其中所述的管式布水器就是一根均匀设有多个开口的管式结构，而管式布水器是横置在罐体底部，且开口均朝向上部。

脉冲泵能够将污水以间歇式高压方式送入罐体，从而使底层污泥交替进行收缩膨胀，有助于底层污泥的混合。然后罐体顶部的气液分离罐是用来分离从两个三相分离器出来的水气混合物的，在流化反应床和深度净化床产生的大量沼气通过三相分离器分离出来，但是还携带有一定的污水通过提升管进入气液分离罐内，气液分离罐中部还设有直接连通罐体底部的回流管，被沼气带出的污水可通过回流管落回罐体底部继续反应，然后沼气就通过上部的排气管进行下一步处理。而其中所述的回流管下端端部的锥形导流罩是设置在管式布水器的下部，也就是实际使用中通过管式布水器进入罐体内的高压污水不会通过锥形导流罩直接进入气液分离罐内。本实用新型所采用的三相分离器和脉冲泵均为本领域常用的设备和技术手段，只要能够而本实用新型的改进点也不在这些设备的结构上，所以在此不在赘述其具体原理和结构。还有一些例如罐体内壁上设有的悬浮污泥检测口、罐体底部设有用来排泥的排泥口，这些均为现有技术特征，也不在此详述。

本实用新型的工作流程为：首先污水通过进水管进入整流室，然后通过脉冲泵间歇式送入管式布水器中，然后具有高压污水迅速布满整根管式布水器，再从管式布水器上部的出口排出，形成均匀布水的效果；然后污水经过流化反应床并与污泥颗粒接触反应，通过发酵细菌首先将大分子不溶态有机物水解为小分子溶解态有机物，然后再将小分子有机物转化为A、B两类产物，其中还有氢气和二氧化碳，所述的A类产物为甲酸、甲醇、甲胺、乙酸等，B类产物为丙酸、丁酸、乳酸、乙醇等，然后B类产物继续酸化为乙酸、氢气和二氧化碳，然后A类产物则通过甲烷细菌气化生成甲烷和二氧化碳，也就完成厌氧产沼气的过程；而大量的沼气能够迅速向上运动，并在通过第一个三相分离器时进入其提升管中进入气液分离罐，而污水和污泥也有一部分被带入提升管中，剩下的污水继续向上运动，被带上来的污泥则通过三相分离器的沉淀区沉淀到流化反应床中；然后污水通过深度净化床继续厌氧发酵，产生的沼气通过第二个三相分离器分离进入气液分离罐，而处理后的污水则进入三相分离器上部从而排出；而通过两根提升管上来的发酵液中的沼气便通过排气管排出，而发酵液中的液体和污泥则因重力原因通过回流管回流到罐体底部进行第二次处理，这样就完成了全部废水处理过程。

为更好的实现本实用新型，进一步地，所述锥形导流罩上部设有横置在罐体内壁上的排架，所述排架上设有填料棒。所述的排架为固定在罐体内壁上的框架，所述填料棒的两端固定在排架的两侧，而排架上均匀等距设有多根填料棒，而其具体的设置距离不作限定，可根据实际需求进行调整。而所述的填料棒是一种表面多孔隙结构的杆状填料，通过表面多孔结构能够吸附污泥颗粒，使其附着在填料棒表面，与污水接触然后反应，通过均匀布置有填料棒能够避免污泥分布不均，使得局部污泥聚集过度酸化影响反应效率。

进一步地，所述排架一侧设有凹槽，所述填料棒一端插入罐体内并嵌入凹槽内，填料棒另一端通过法兰固定在罐体内壁上。所述的填料棒相当于垂直插入罐体内壁，类似与插销式固定结构，将排架与填料棒的连接方式进行进一步优化，通过在罐体外壁上开有开口，并将填料棒插入罐体中并通过法兰进行固定，从而便于使用者在检修时直接将填料棒拔出，便于维修和更换。

进一步地，所述三相分离器包括集气室，所述集气室两端均固定在罐体内壁上，集气室上横置有多层三棱柱型拱板，所述拱板两端也均固定在罐体内壁上，罐体上部的三相分离器顶部设有带有通槽的溢流板，所述出水管与溢流板上的通槽底部连通。这里将三相分离器进一步限定，所述的三棱柱型拱板是将沼气分离的结构，发酵液中的沼气会直接因为所受浮力进入拱板顶端然后进入集气室中，而在拱板顶部聚集大量的气体排出，于是污水液面只能够上升到拱板中部，并从两个拱板之间的间隙继续向上流动，而被带出的污泥也会在每层拱板之间的间隙处向下沉淀回到下部继续反应。通过其多层式设计一方面能够降低了缝隙处的上升流速，提高了分离效率；另一方面，多层分离使得第一层之后液体中气体量减少，降低了由气体引起的上升流速，也有利于提高分离效率。采用该三相分离器的优点是除了高效的气固液分离外，还使得UASB反应器的设计得到了最大程度的简化。而每一层包括多个平行等距设置的拱板，而每层之间的拱板又是交错设置，上层的拱板开口面设置在下层两个拱板间隙上部。然后其中设置在上部三相分离器顶部的溢流板是将三相分离器分离过后的污水排出的结构，其是一个隔水导流板，当水位上升到溢流板上时，便会流向通槽中，所述的通槽是将水送入出水管排出的结构。所述的溢流板为现有技术结构，故不在此赘述其原理。

进一步地，所述罐体内壁设有防腐涂料层。

进一步地，所述管式布水器中部设有三通阀，管式布水器通过三通阀与整流室内的脉冲泵连通。通过将进水的位置设置管式布水器中部，形成一个T字形结构，避免污水从一端进入造成每个出口水流量不均。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型通过一种立式的罐体结构，利用较高的罐体高度来增加污水停留时间或者提高污水处理量，不仅占结构紧凑、占地面积较小，而且能够提高有机物的处理效率，节省物料成本；

（2）本实用新型通过在罐体底部设有用来进水管理的整流室，使得整个装置要处理的污水要先从整流室一侧的进水管进入，然后再进入到整流室腔体内，整流室能够起到一个缓冲的作用，能够调节水流速度和流量，能够应对较高的冲击；

（3）本实用新型增设有填料棒，一种表面多孔隙结构的杆状填料，利用其表面多孔结构能够吸附污泥颗粒，使其附着在填料棒表面，与污水接触然后反应，通过均匀布置有填料棒能够避免污泥分布不均，使得局部污泥聚集过度酸化影响反应效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其他特征、目的和优点将会变得更为明显：

图1为本实用新型的立体透视示意图；

图2为本实用新型的结构示意图。

其中：1—罐体，2—三相分离器，201—集气室，202—拱板，203—溢流板，3—气液分离罐，4—回流管，5—锥形导流罩，6—排气管，7—出水管，8—整流室，9—进水管，10—管式布水器，11—排架，12—填料棒，13—三通阀。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

本实施例的一种上流式厌氧污水处理罐，如图1和图2所示，包括竖向矩形的罐体，所述罐体内壁设有防腐涂料层。在罐体内竖向设有两个固定在罐体内壁上的三相分离器，上部的三相分离器设置在靠近罐体顶部位置，而下部的三相分离器设置在罐体中部位置，而罐体顶部设有气液分离罐，所述气液分离罐底部两侧设有连通两个三相分离器的提升管，图2中表示的左侧提升管是连接上部三相分离器的提升管A，右侧的是连接下部三相分离器的提升管B，而气液分离罐底部中间位置还设有一根延伸到罐体底部的回流管，所述回流管下端端部设有锥形导流罩，气液分离罐顶部设有排气管，罐体壁上设有连通上部三相分离器的出水管，罐体底部设有中空结构的整流室，所述整流室外壁上设有连通整流室内部的进水管，整流室内设有用来输送污水的脉冲泵，罐体底部设有与脉冲泵连通的管式布水器；而管式布水器中部设有三通阀，管式布水器通过三通阀与整流室内的脉冲泵连通。首先污水通过进水管进入整流室，然后通过脉冲泵间歇式送入管式布水器中，然后具有高压污水迅速布满整根管式布水器，再从管式布水器上部的出口排出，形成均匀布水的效果；然后污水经过流化反应床并与污泥颗粒接触反应，通过发酵细菌首先将大分子不溶态有机物水解为小分子溶解态有机物，然后再将小分子有机物转化为A、B两类产物，其中还有氢气和二氧化碳，所述的A类产物为甲酸、甲醇、甲胺、乙酸等，B类产物为丙酸、丁酸、乳酸、乙醇等，然后B类产物继续酸化为乙酸、氢气和二氧化碳，然后A类产物则通过甲烷细菌气化生成甲烷和二氧化碳，也就完成厌氧产沼气的过程；而大量的沼气能够迅速向上运动，并在通过第一个三相分离器时进入其提升管中进入气液分离罐，而污水和污泥也有一部分被带入提升管中，剩下的污水继续向上运动，被带上来的污泥则通过三相分离器的沉淀区沉淀到流化反应床中；然后污水通过深度净化床继续厌氧发酵，产生的沼气通过第二个三相分离器分离进入气液分离罐，而处理后的污水则进入三相分离器上部从而排出；而通过两根提升管上来的发酵液中的沼气便通过排气管排出，而发酵液中的液体和污泥则因重力原因通过回流管回流到罐体底部进行第二次处理，这样就完成了全部废水处理过程。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，所述锥形导流罩上部设有横置在罐体内壁上且带有填料棒的排架，所述排架一侧设有凹槽，所述排架上设有填料棒，而所述填料棒一端插入罐体内并嵌入凹槽内，填料棒另一端通过法兰固定在罐体内壁上。整个排架上等距设有四根填料棒，而所述的回流管从中间两根填料棒的间隙中间穿过。而所述的排架可以设置为多个，以保证较多的污泥能够附着在其表面。所述的填料棒是一种表面多孔隙结构的杆状填料，通过表面多孔结构能够吸附污泥颗粒，使其附着在填料棒表面，与污水接触然后反应，通过均匀布置有填料棒能够避免污泥分布不均，使得局部污泥聚集过度酸化影响反应效率。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例3：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，所述三相分离器包括集气室，所述集气室两端均固定在罐体内壁上，集气室上横置有两层三棱柱型拱板，下层平行等距设置有三根，上层平行等距设置有两根，而每层之间的拱板又是交错设置，上层的拱板开口面设置在下层两个拱板间隙上部，所述拱板两端也均固定在罐体内壁上，罐体上部的三相分离器顶部设有带有通槽的溢流板，所述出水管与溢流板上的通槽底部连通。这里将三相分离器进一步限定，所述的三棱柱型拱板是将沼气分离的结构，发酵液中的沼气会直接因为所受浮力进入拱板顶端然后进入集气室中，而在拱板顶部聚集大量的气体排出，于是污水液面只能够上升到拱板中部，并从两个拱板之间的间隙继续向上流动，而被带出的污泥也会在每层拱板之间的间隙处向下沉淀回到下部继续反应。通过其多层式设计一方面能够降低了缝隙处的上升流速，提高了分离效率；另一方面，多层分离使得第一层之后液体中气体量减少，降低了由气体引起的上升流速，也有利于提高分离效率。采用该三相分离器的优点是除了高效的气固液分离外，还使得UASB反应器的设计得到了最大程度的简化。然后其中设置在上部三相分离器顶部的溢流板是将三相分离器分离过后的污水排出的结构，其是一个隔水导流板，当水位上升到溢流板上时，便会流向通槽中，所述的通槽是将水送入出水管排出的结构。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。