自循环流化床厌氧反应装置的制作方法

1.本实用新型涉及污水处理装置技术领域，具体涉及一种自循环流化床厌氧反应装置。


背景技术：

2.厌氧氨氧化技术是当前最捷径的生物脱氮过程，因此被誉为最具前景的污水脱氮工艺。现有的内循环厌氧反应器，主要组成有布水区、高负荷区、一级三相分离器、低负荷区、二级三相分离器、出水收集区以及气液分离区等。该内循环厌氧反应器由高负荷区产生沼气，通过一级三相分离器分离后，由导管上升，在气体带动下使水体上升至塔顶的气液分离区，液体通过下降管进入布水区，此过程形成一个强制内回流。在启动初期就能形成内循环，缩短污泥的驯化时间，提高产气率。反应器中废水的有机物经厌氧处理，微生物降解水中的有机物转化为沼气。
3.但是，由于布水通常采用的是支管式点对点布水，即通过一根与外部泵体相连的总管以及与该总管相连的多个支管进行布水，其中在各个支管的管壁设置有过水孔，这样使得支管上的过水孔容易堵塞，造成布水不均；而且，该布水方式造成的水损大，泵体扬程较高，能耗大。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的内循环厌氧反应器由于采用支管式点对点布水，而容易导致布水管上的过水孔容易堵塞，造成布水不均以及水损大，泵体扬程较高，能耗大的缺陷。
5.为此，本实用新型提供一种自循环流化床厌氧反应装置。
6.该自循环流化床厌氧反应装置，包括：主体，设有入口和出口，内部设置有厌氧流化床区，所述厌氧流化床区的上方设置有气液分离区；水体加速装置，与所述入口相连接，沿水体的流动方向，所述水体加速装置的内径的至少一部分发生减小；上行导向管，设置在所述主体内，所述上行导向管与所述主体之间形成所述厌氧流化床区，所述上行导向管的进水端对应所述水体加速装置的出水端设置，所述上行导向管与所述水体加速装置相对应的一端设置有第一缺口；所述气液分离区的进水端与所述厌氧流化床区相连通，所述气液分离区的出水端与所述出口相连通；人孔，设置在所述主体的顶部。
7.进一步地，所述水体加速装置包括：水射器；所述水射器与所述入口相连通，沿水体的流动方向，所述水射器的至少一部分呈锥形设置；上行导向管罩扣在所述水射器上方，所述上行导向管与所述水射器之间形成所述第一缺口。
8.进一步地，所述水体加速装置还包括至少一个加速喷管；沿水体的流动方向，所述加速喷管的至少一部分呈锥形设置；所述上行导向管罩扣在所述加速喷管的上方，所述上行导向管与所述加速喷管之间形成所述第一缺口；所述加速喷管罩扣在所述水射器的上方，所述加速喷管与所述水射器之间形成第二缺口。
9.进一步地，该自循环流化床厌氧反应装置还包括：水力混合筒；罩扣在所述上行导向管外，所述水力混合筒与所述上行导向管之间形成第三缺口；所述水力混合筒与所述上行导向管之间区域形成水力主混合区；所述水力混合筒与所述主体之间的区域形成所述厌氧流化床区，所述水力主混合区和所述厌氧流化床区之间通过所述第三缺口相连通。
10.进一步地，所述水力混合筒的顶部呈锥形结构。
11.进一步地，该自循环流化床厌氧反应装置还包括水力折流板，包括：第一导流部，设置在所述水力主混合区中；第二导流部，与所述第一导流部相连接，并位于所述加速喷管和所述上行导向管之间，所述第一导流部与所述第二导流部形成的敞口朝向所述水力混合筒的顶部设置。
12.进一步地，该自循环流化床厌氧反应装置还包括气液分离室板，所述气液分离室板与所述主体之间形成所述气液分离区，所述气液分离室板的底部向靠近所述主体的侧壁的方向延伸倾斜，所述气液分离室板的底部与所述主体之间预留第一间隙。
13.进一步地，该自循环流化床厌氧反应装置还包括气提上升导板，设置在所述气液分离室板内侧，所述气提上升导板的顶端朝向远离所述水体加速装置的方向延伸，所述气提上升导板与所述气液分离室板之间形成过渡区，所述气提上升导板的底部向靠近所述主体的侧壁的方向延伸倾斜，且所述气提上升导板的底部与所述主体的侧壁之间预留第二间隙。
14.进一步地，该自循环流化床厌氧反应装置还包括三相分离器，设置在所述气液分离区内；所述三相分离器朝向所述主体的顶部的一侧设置有分离气管，所述分离气管的进气端与所述三相分离器的出气端相连，所述分离气管的出气端伸向所述过渡区。
15.进一步地，该自循环流化床厌氧反应装置还包括若干内回流管，所述内回流管的进水端与所述过渡区相连通，所述内回流管的出水端与所述水体加速装置的进水端相连通。
16.进一步地，该自循环流化床厌氧反应装置还包括挡泥罩，设置在所述内回流管的进水端，且与所述内回流管的进水端之间预留第三间隙。
17.进一步地，该自循环流化床厌氧反应装置还包括分水器，设置在所述气提上升导板内，且靠近所述气提上升导板的顶部设置；所述分水器与所述气液分离区相连通；所述分水器与所述出口相连通；所述分水器通过外回流管与所述水体加速装置的进水端相连通。
18.进一步地，该自循环流化床厌氧反应装置还包括防虹吸管，一端与所述分水器相连通，另一端与外界相连通。
19.进一步地，所述气液分离室板的外侧壁设置有集水板，所述集水板与所述气液分离室板之间形成集水区，所述集水区通过管路与所述分水器相连通。
20.进一步地，所述上行导向管的出水端沿水体的流动方向呈扩散状。
21.进一步地，所述上行导向管在出水端的管壁上设有多个第一通孔。
22.进一步地，该自循环流化床厌氧反应装置还包括排泥管，所述排泥管的入口端朝向所述主体的底部，所述排泥管的出口端伸出所述主体，所述排泥管的出口端适于连接污泥储藏设备。
23.进一步地，该自循环流化床厌氧反应装置还包括排空管，将主体的底部与主体外连通，且所述排空管的入口位于所述主体的底部的最低位置。
24.进一步地，所述主体上设置有排气装置。
25.进一步地，所述主体的底部呈锥形结构。
26.进一步地，该自循环流化床厌氧反应装置还包括若干水力导板，设置在所述主体的内侧壁，所述水力导板朝向所述主体的底部方向倾斜。
27.本实用新型技术方案，具有如下优点：
28.1.本实用新型提供的自循环流化床厌氧反应装置，该主体内设置有水体加速装置与上行导向管，利用水体加速装置对流入主体的水体进行加速，并在上行导向管的喷射下将水体引入主体内参与搅拌混合，与现有技术中的支管式点对点布水方式相比，无需设置多个支管以及在支管上设置过水孔，避免了过水孔堵塞的现象，从而使得布水更加均匀。而且，还可以减小水损，降低泵体的扬程，有利于降低能耗。
29.2.本实用新型提供的自循环流化床厌氧反应装置，水体进入主体后，协同水力主混合区、厌氧流化床区、过渡区以及气液分离区的水体进行混合。稀释了原水，也有生物选择功能。提高了该自循环流化床厌氧反应装置的抗冲击负荷。协同多股水，使上升流速增加，降低了泵体的能耗。
30.3.本实用新型提供的自循环流化床厌氧反应装置，在主体内设置了气体上升导板，利用气提原理带动水体上升，节约了能耗。
31.4.本实用新型提供的自循环流化床厌氧反应装置，在气液分离区内只需设置单级三相分离器，节约了成本。
32.5.本实用新型提供的自循环流化床厌氧反应装置，主体的底部呈倒锥形结构，可以随时排出钙化、无机化污泥。
33.6.本实用新型提供的自循环流化床厌氧反应装置，在过渡区内设置了内回流管，通过水射器实现强制内回流，无需外部动力，减少能耗。
附图说明
34.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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实用新型的一些实施方式，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。
35.图1为本实用新型实施例中提供的自循环流化床厌氧反应装置的结构示意图；
36.图2为图1的局部结构示意图；
37.图3为图1的又一局部结构示意图；
38.图4为图1中的挡泥罩的结构示意图；
39.图5为图1中的三相分离器的俯视图。
40.附图标记说明：
41.1-主体；
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2-水射器；
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3-加速喷管；
42.4-上行导向管；
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5-水力混合筒；
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6-气提上升导板；
43.7-气液分离室板；
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8-分水器；
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9-三相分离器；
44.10-内回流管；
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11-外回流管；
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12-水力折流板；
45.13-气液分离区；
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14-集水板；
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15-分离气管；
46.16-防虹吸管；
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17-厌氧流化床区；
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18-过渡区；
47.19-入口；
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20-出口；
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21-排泥管；
48.22-排空管；
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23-水力主混合区；
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24-第一缺口；
49.25-第二缺口；
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26-第三缺口；
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27-上行流道；
50.28-下行流道；
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29-第一间隙；
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30-第二间隙；
51.31-第三间隙；
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32-挡泥罩。
具体实施方式
52.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
53.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
54.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；可以是直接相连，也可以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。
55.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
56.图1为本实用新型实施例中提供的自循环流化床厌氧反应装置的结构示意图；如图1所示，本实施例提供一种自循环流化床厌氧反应装置，该自循环流化床厌氧反应装置，包括：主体1，该主体1为底部呈锥形的立式罐体，设有入口19和出口20，其中，入口19靠近主体1的底部设置，出口20靠近主体1的顶部设置。
57.该主体1内按水体的流动方向依次划分为水力主混合区23、厌氧流化床区17、过渡区18以及气液分离区13。
58.其中，在主体1的中下部设置有水力混合筒5、上行导向管4、加速喷管3以及水射器2。其中，水射器2与入口19相连通；加速喷管3罩设在水射器2的顶部开口处，两者之间留有第二缺口25。上行导向管4罩设在加速喷管3的顶部开口处，两者之间留有第一缺口24。水力混合筒5罩设在上行导向管4的顶部开口处，两者之间留有第三缺口26。其中，上行导向管4的外侧壁与水力混合筒5的内侧壁之间的区域形成水力主混合区23，水力混合筒5的外侧壁与主体1的内侧壁之间的区域形成厌氧流化床区17。
59.使用时，外界的水体经入口19进入到水射器2内，在水射器2的作用下向上喷出，水体流经加速喷管3后再次加速向上喷出，之后沿着上行导向管4向上并喷出，水体撞击水力混合筒5后在重力作用下向下，进入到水力主混合区23，再经第三缺口26进入到厌氧流化床
区17。在厌氧流化床区17内含有供厌氧微生物生长的污泥絮体颗粒，在厌氧微生物的作用下对水体进行厌氧处理净化。处理后的水体进入到过渡区18，一部分水体进入到气液分离区13，经分离后由出口20流出，另一部分水体则重新进入到水力主混合区23参与混合搅拌。
60.本实施例提供的自循环流化床厌氧反应装置，该主体1内设置有水体加速装置与上行导向管4，利用水体加速装置对流入主体1的水体进行加速，并在上行导向管4的喷射下将水体引入主体1内参与搅拌混合，与现有技术中的支管式点对点布水方式相比，无需设置多个支管以及在支管上设置过水孔，避免了过水孔堵塞的现象，从而使得布水更加均匀。而且，还可以减小水损，降低泵体的扬程，有利于降低能耗。
61.其中，对于水射器2本身而言，沿水体的流动方向，该水射器2的至少一部分呈锥形设置，这样可以对喷出的水体起到一定的加速作用。同理，加速喷管3的至少一部分也呈锥形设置。并且，可以设置多级加速喷管3，上下两级加速喷管3相互套设，以提高加速效果。
62.其中，水力混合筒5的顶部可以为倒锥形的尖顶结构，即，越靠近顶部的位置该水体混合筒的横截面面积越小。例如，可以在尖顶的位置设置气孔，以使水体撞击产生的气体可以及时排出水力主混合区23。
63.其中，上行导向管4的顶部的管径大于中部的管径，水体从上行导向管4的顶部开口喷出后，向四周发散，有利于提高混合效果。例如，可以在上行导向管4靠近顶部的侧壁上设置两层通孔，使得一部分水体可以从该通孔流出，有利于提高混合效果。对于通孔自身的形状不进行限定，优选的，该通孔可以为椭圆形或者圆形。
64.图2为图1的局部结构示意图；如图2所示，其中，还可以在水力主混合区23内设置水力折流板12，该水力折流板12包括第一导流部与第二导流部。其中，第二导流部的一侧边缘与水力混合筒5的外侧壁相连，另一侧伸入第一缺口24内，将第一缺口24分为上行流道27。第一导流部、第二导流部以及加速喷管3的外侧壁之间的区域形成下行流道28。当水力主混合区23内的水体向下流动时，在水力折流板12的作用下，一部分水体向上经上行流道27重新进入上行导向管4内，另一部分水体经下行流道 28向下流动。同理，可以在第二缺口25处设置水力折流板12，使得经下行流道28向下流动的水体一部分可以向上重新流入加速喷管3，另一部分水体从第三缺口26流出至厌氧流化床区17。
65.本实施例中，如图1所示，在主体1内还设置有气提上升导板6，该气提上升导板6可以呈倒立的漏斗形结构，即，气提上升导板6的大头端朝下。气提上升导板6的边缘与主体1的内侧壁之间留有第二间隙30，以使水体通过。此外，在主体1内还设置有气液分离室板7，该气液分离室板7 可以呈倒立的漏斗形结构，即，气液分离室板7的大头端朝下。气液分离室板7的边缘与主体1的内侧壁之间留有第一间隙29，以使水体通过。其中，气液分离室板7在上，气提上升导板6在下，即气提上升导板6的小头端插置在气液分离室板7的小头端内，且气液分离室板7的小头端高于气提上升导板6的小头端。
66.其中，气液分离室板7与气提上升导板6之间的区域形成过渡区18，在过渡区18内设置有内回流管10，用于连通过渡区18与水射器2，使得过渡区18内的一分部分水体可以经内回流管10回流至水力主混合区23。该内回流管10的数目可以根据需要设置，在此不作具体限定。
67.图3为图1的又一局部结构示意图；图4为图1中的挡泥罩的结构示意图；如图3与图4所示，其中，在过渡区18内可以焊接挡泥罩32，该挡泥罩32可以呈v型结构，挡泥罩32的开
口朝向内回流管10，两者之间预留第三间隙31，以便水体通过。如此设置，可以防止污泥絮体颗粒堵塞内回流管10。
68.其中，气液分离室板7与主体1的内侧壁之间的区域形成气液分离区 13。从过渡区18流出的另一部分水体会通过第二间隙30流入到厌氧流化床区17，以及通过第一间隙29流入到气液分离区13。在气液分离区13内设置有三相分离器9，该三相分离器9的一侧与主体1的内侧壁相连，另一侧与气液分离室板7的外侧壁相连。水体流经三相分离器9时，被分离出的污泥絮体颗粒经第一间隙29与第二间隙30流至厌氧流化床区17，最后落入主体1的底部。
69.图5为图1中的三相分离器的俯视图，如图5所示，在三相分离器9 朝向主体1顶部的一面设置有分离气管15，该分离气管15可以为l型管，该分离气管15的水平段正对过渡区18，被分离出的气体经分离气管15排出，气体中包含的一部分液体经分离气管15落入过渡区18。在主体1的顶部设置有排气口，用于排气。
70.其中，在主体1内还设置有分水器8，该分水器8可以位于气体上升导板的小头端。在气液分离室板7的小头端的外侧壁设置有集水板14，该集水板14可以绕气液分离室板7的周向设置一圈，集水板14与气液分离室板7之间的区域形成集水区，通过管路将集水区与分水器8相连通，使得集水区内的水体可以流至分水器8。分水器8通过管路与出口20相连通，集水区内的水体经分水器8后流出主体1。
71.其中，可以通过防虹吸管16将分水器8的顶部与外界连通。
72.该自循环流化床厌氧反应装置还设置有外回流管11，该外回流管11将分水器8与水射器2相连通，使得分水器8内的水体可以流至水射器2内。其中，该外回流管11的管体可以部分位于主体1的外部。
73.本实施例中，可以在主体1的内侧壁焊接若干水力导板，例如，该水力导板可以沿主体1的周向设置。例如，沿主体1的高度方向上，可以间隔设置三层水力导板。例如，每层水力导板均朝向主体1的底部方向倾斜。
74.本实施例中，该自循环流化床厌氧反应装置还包括排泥管21，排泥管 21的入口19端朝向主体1的底部，排泥管21的出口20端伸出主体1，排泥管21的出口20端适于连接污泥储藏设备。
75.本实施例中，该自循环流化床厌氧反应装置还包括排空管22，将主体 1的底部与主体1外连通，且排空管22的入口19位于主体1的底部的最低位置。
76.本实施例中，在主体1的顶部设置人孔。
77.本实施例中的自循环流化床厌氧反应装置工作流程如下：
78.原水从入口进入主体后，通过水射器，通过射流加速形成的压强差，带动了顶部过渡区，主体底部附近、外回流管的水共同参与进水，一起进入加速喷管后，由于水量增加，加速喷管的喷口处的流速又会增加，使得水力主混合区的部分水又参与进水主水流，至此，进水后协同了过渡区、主体底部附近，外回流管、水力主混合区等区域内的水进入上行导向管，水力主混合区的全部回流水共同参与进水，进入上行导向管后释放。该上行导向管的底部设置有上下两层孔道，下层为圆形通孔，上层为立向的椭圆形通孔，上部是敞开的管口，混合水从以上三个位置涌出，且过水各种孔道后，水力的流速、方向发生改变，利于混合。水流撞上水力混合筒的顶部后，由于两侧壁的反弹，水反射成多角度，提高混合效率。撞击产生的气体或厌氧微生物代谢的沼气通过水力混合筒的顶部气孔排出，避免内部气阻产生，
影响混合效果。由于不断进水产生的推流，以及在水力折流板的作用下，水体上下往返、折流、反弹以及混合最终释放出来，进一步提高混合效果。最终在上行导向管的导向下，辐射状布水，由于协同水量大，上升速度较高，使厌氧颗粒污泥呈流化状态，这样使原水与颗粒微生物接触的几率及面积增加，厌氧处理效率大大提高。厌氧流化床区的微生物代谢反应剧烈产生的沼气量大，产生气提现象，上升速度提高，进一步的减少所需动力。气体带动大量水上升，最后进入气液分离区，由于空间的突然放大，液相与气液分离。液体落入过渡区后下降，气体从主体顶部排至后段工艺。分离后的水体进入过渡区，过渡区内设有二根或多根内回流管，上部管口上有挡泥罩，避免过多的大颗粒污泥进入管内。水流穿过过渡区后部分水上升进入三相分离器进行泥、水、气的分离，另一部分水、污泥滑入厌氧流化床区再进行反应。三相分离器上部为出水稳定区，水体进入集水区后通过管道进入分水器，分水器下部连接外回流管，上部通大气，中上部侧接出水管，作用是先满足下部回流需要的量，再出水。
79.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。