管6收集，并经上端提升管9进入第二分离区IV的内分离筒11 ;内分离筒11内，气体向上溢出，而固液混合物通过回流管4回流，并通过空心锥布水器17上表面再布水，再次增强全混区II的湍流程度，促进混合；部分液流由三个旋流挡板5中间的三角形开口内上升，在悬浮污泥床层被进一步的处理后，通过第一分离区III的溢流堰8、再经出水管15排出反应器。少量沼气被第一分离区III的三相分离器7收集，于外分离筒10和内分离筒11之间的空域内上升，并和内分离筒11内上升的沼气混合被出气管12收集并排出。若泥量超过旋流挡板5高度，则通过排泥管16排出。
[0057]本发明通过设置三片120°回转布置的旋流挡板和内循环结构，分别增大了全混区内的切向流速和轴向流速，以达到增强旋流混合区内相间混合和减少水力死区的效果，进而有效稀释高浓度进水、提高反应器容积利用率。此外，通过内循环回流的混合液可回收碱度，使反应器能酸碱自平衡，增强了厌氧反应的生态稳定性。试验证明，本发明提供的厌氧反应器能承受COD浓度高达2 X 104mg/L，且其容积效能可达40KgC0D/ (m3.d)，大大优于传统的CSTR反应器。
【主权项】
1.一种内循环强化全混流厌氧反应器，其特征在于:反应器主体为圆筒型，圆筒型内从下至上依次设有布水区(I)、全混区(II)和第一分离区(III)，圆筒型上方设有第二分离区(IV); 布水区(I)包括设于圆筒壁(3)底部的底板(1)，底板(I)上设有空心锥布水器(17)，圆筒壁(3)下部连接清空口(2)和进水管(19); 全混区(II)包括设于圆筒壁(3)中部的旋流挡板(5)和排泥管(16)，排泥管(16)设于相邻旋流挡板(5)交接处； 第一分离区(III)包括设于圆筒壁(3)顶部的圆筒盖(14)，回流管(4)顶部穿过圆筒盖(14)，回流管(4)底部穿过全混区(II)并伸至布水区(I)内；三相分离器(7)同轴设于回流管(4)外侧，三相分离器(7)顶部设于圆筒盖(14)上；下端提升管(6)顶部设于圆筒盖(14)上，下端提升管(6)底部伸至全混区(II)内并与所述旋流挡板(5)连接；圆筒壁(3)上部设有出水管(15)，出水管(15)下方设有溢流堰⑶； 第二分离区(IV)包括设于圆筒盖(14)上方且与所述回流管(4)顶部贯通连接的内分离筒(11)，外分离筒(10)同轴设于内分离筒(11)外侧且与所述三相分离器(7)顶部贯通连接，夕卜分尚筒(10)顶部设有分尚筒盖(13)，分尚筒盖(13)上设有出气管(12);上端提升管(9) 一端与所述下端提升管(6)顶部贯通连接，上端提升管(9)另一端穿过外分离筒(10)与内分尚筒(11)连接。2.如权利要求1所述的一种内循环强化全混流厌氧反应器，其特征在于:所述反应器主体的高径比为I?1.5 ;所述布水区(I)、全混区(II)、第一分离区(III)和第二分离区(IV)的高度比为1: (3?5):1: (I?2)。3.如权利要求1所述的一种内循环强化全混流厌氧反应器，其特征在于:所述空心锥布水器(17)与底板⑴的夹角(α )为10°?20° ; 所述空心锥布水器(17)上设有3η个长条口，η为大于等于I的整数；上下η个长条口为一组，3组长条口呈120 °回转布置；同一组中，下方长条口的开口长度为上方长条口的1.1?1.3倍，单一长条口的开口弧长占同心圆周长的1/6?1/5 ; 所述进水管(19)为L型，其一端设于所述空心锥布水器(17)内且出口方向竖直向下，另一端穿过所述空心锥布水器(17)并伸至所述圆筒壁(3)外部；4.如权利要求3所述的一种内循环强化全混流厌氧反应器，其特征在于:所述空心锥布水器(17)上设有弧形挡板(18)，弧形挡板(18)水平布置，弧形挡板(18)长侧设于所述空心锥布水器(17)上的各长条口上沿；弧形挡板(18)的长度与宽度分别为对应的长条口的1.1?1.2倍。5.如权利要求1所述的一种内循环强化全混流厌氧反应器，其特征在于:所述旋流挡板(5)为截去一角的半椭圆板，三个所述旋流挡板(5)相互接壤内切于所述圆筒壁(3)高度的1/2?3/5处，所述旋流挡板(5)与圆筒壁(3)的夹角(β )为45°?55° ;三个所述旋流挡板(5)中心形成空心的三角形区域，所述三角形区域的面积为所述圆筒壁(3)截面积的1/15?1/10 ;旋流挡板(5)的弧面上设有半圆形孔。6.如权利要求5所述的一种内循环强化全混流厌氧反应器，其特征在于:所述下端提升管￠)的横截面为半圆环形，三根所述下端提升管￠)的底端分别嵌入三个所述旋流挡板(5)上的半圆形孔中，下端提升管(6)半圆环形的开口侧紧贴所述圆筒壁(3)内侧；所述下端提升管(6)的内径为所述圆筒壁(3)内径的1/40?1/30。7.如权利要求5所述的一种内循环强化全混流厌氧反应器，其特征在于:所述三相分离器(7)为倒锥型结构，倒锥型结构的下端开口面积为所述三个旋流挡板(5)围成的中心三角形面积的5?8倍，倒锥型结构的锥面与水平面的夹角(γ )为30°?40°。8.如权利要求1所述的一种内循环强化全混流厌氧反应器，其特征在于:所述上端提升管(9)为L型，折角处为90°弯头，共有三根；上端提升管(9)竖管部分与所述下端提升管(6)贯通连接，上端提升管(9)横管部分穿过所述外分离筒(10)并连接所述内分离筒(11)的3/4?4/5高度处；所述上端提升管(9)内径与所述下端提升管￠)内径相等。9.如权利要求1所述的一种内循环强化全混流厌氧反应器，其特征在于:所述外分离筒(10)上端为第一空心圆柱结构，下端为第一空心倒置圆台结构；第一空心圆柱与第一空心倒置圆台高度比为1: (0.8?0.9);第一空心倒置圆台底端与所述三相分离器(7)顶端贯通连接，第一空心圆柱顶部连接所述分离筒盖(13);第一空心倒置圆台外壁与水平面夹角(6)为40°?50° ; 所述内分离筒(11)上端为第二空心圆柱结构，下端为第二空心倒置圆台结构；第二空心圆柱与第二空心倒置圆台高度比为1: (1.1?1.2);第二空心圆柱结构顶部与所述分离筒盖(13)之间留有空隙，所述空隙高度为所述内分离筒(11)高度的1/7?1/5 ;第二空心倒置圆台底部与所述回流管(4)贯通连接；第二空心圆柱外壁与水平面夹角(ε)为50。?60° ο10.如权利要求1所述的一种内循环强化全混流厌氧反应器，其特征在于:所述回流管(4)顶端设于第二分离区(IV)内，纵向由上至下贯穿第一分离区(III)和全混区(II)，并伸至布水区⑴内；所述回流管⑷顶端超出所述圆筒盖(14)高度为所述内分离筒(11)高度的1/12?1/8，所述回流管(4)内径为所述三相分离器(7)顶端内径的1/3?1/2，所述回流管(4)底端与所述空心锥布水器(17)顶端的距离为所述圆筒壁(3)高度的1/35?1/25。
【专利摘要】本发明提供了一种内循环强化全混流厌氧反应器，反应器从下至上依次设有布水区、全混区、第一分离区和第二分离区；布水区设有底板、清空口、进水管、空心锥布水器及弧形挡板；全混区设有回流管、旋流挡板、下端提升管和排泥管；第一分离区设有三相分离器、溢流堰及出水管；第二分离区设有上端提升管、外分离筒、内分离筒和出气管。本发明通过设置三片120°回转布置的旋流挡板和内循环结构，分别增大了旋流混合区内的切向流速和轴向流速，以达到增强旋流混合区内相间混合和减少水力死区的效果，进而有效稀释高浓度进水、提升反应器容积效能，并能确保反应器稳定运行。
【IPC分类】C02F3/28
【公开号】CN105152321
【申请号】CN201510548794
【发明人】陈小光, 戴若彬, 向心怡, 许明, 杨海洋, 王玉, 周伟竹, 徐垚, 李岗, 徐正启, 胡涛, 储潇枭
【申请人】东华大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月31日