专利名称：复合内循环厌氧反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内循环厌氧生物反应器，属于废水厌氧生物处理技术领域。
背景技术：
内循环厌氧反应器是在升流式厌氧污泥层(UASB)反应器基础上发展起来的一种高效厌氧反应器(如图1所示)。该反应器的反应区分为第一反应区2和第二反应区6。废水由反应器底部进水管1进入第一反应区2，大部分有机物在第一反应区2去除，第二反应区6是精处理段，两个反应区串联增强了反应器运行稳定性。废水通过两级处理后，经沉淀区8沉淀后排放。内循环系统，包括升流管4和降流管7，利用沼气将第一反应区的部分流体提升到气液分离器5中，沼气逸出后，流体在重力作用下经降流管7回到反应器底部，形成反应器内流体循环。反应器中的三相分离器3主要起固、气、液相分离的作用，便于沼气提升和收集。内循环的主要作用是①提高了第一反应区的液相上升流速，增加该区的混合强度，强化有机物和颗粒污泥间的传质。②稀释进水，提高反应器抗冲击负荷的能力。③回流碱度，减少进水的加碱量，降低运行成本。
上述内循环厌氧反应器具有如下优点①由于内循环厌氧反应器中有机物和颗粒污泥间的传质得到了强化，使得在处理同类废水时该反应器的有机负荷为UASB反应器的4倍左右，所需的有效容积仅为UASB反应器的1/4左右，故基建投资省。该种反应器多采用瘦高型的塔式反应器，高径比为4～8，所以占地面积少，特别适合用地紧张的企业。②抗冲击负荷能力更强。③内循环不需要外加动力。
上述反应器在处理中、低浓度有机废水时，第一反应区的液相上升流速达到10～20m/h，第二反应区的液相上升流速达到10m/h，污泥易随出水流失，造成反应器运行不稳定。由于内循环比达到2～10以上，传统的单管循环，存在循环液与进水混合不均匀。同时，第二反应区的污染物去除率低，利用效率低。由于上述原因，在处理中、低浓度有机废水时内循环厌氧反应器需要进行结构改进，克服出水SS过高、内循环不均匀和第二反应区利用效率低的缺点。这些中、低浓度有机废水主要包括城市污水(包括生活污水)、医院污水、多种食品加工废水，如冷饮、罐头加工加工废水，啤酒废水等，COD浓度在几百至2000mg/L左右，可生化性较好。
发明内容
本发明提出一种复合内循环厌氧反应器，使该反应器既能保留内循环厌氧反应器效率高、占地少的优点，同时在处理中、低浓度有机废水时克服出水悬浮物浓度(SS)过高、内循环不均匀和第二反应区利用效率低的缺点。
本发明是通过如下技术方案实现的一种复合内循环厌氧反应器，由反应器主体，进水管，出水管以及设置在反应器顶部的沼气管组成，所述反应器主体内部含有反应区，升流管，降流区、降流管以及位于升流管上部的气液分离区，其特征在于在所述反应区上部设集气罩，集气罩的上部与所述的升流管连接，在气液分离区和集气罩之间设有降流区和过滤区，降流区与过滤区用筒状隔板相隔；降流区的底部分别与过滤区和降流管相连通；所述的降流管的下部与反应区的底部相通，紧贴反应器器壁；所述的出水管设置在过滤区的上部。
本发明是为克服内循环厌氧反应器出水SS高、内循环不均匀和第二反应区利用效率低而提出的改进型反应器。改进后，复合内循环厌氧反应器仍然可以形成自动内循环，不须另耗能，第二反应区取消，增设降流区，由过滤区替代沉淀区。改进后，反应器容积效率提高，内循环液与进水混合均匀，出水的固液分离效率大大提高，改善了出水水质，增强了运行稳定性。该反应器反应效率高，其容积负荷是UASB反应器处理同类废水的4倍左右，如处理啤酒废水等中等浓度有机废水时，容积负荷可达20kgCOD/(m3·d)左右，处理低浓度有机废水时容积负荷可达8kgCOD/(m3·d)左右。
图1为现有技术中内循环厌氧反应器结构示意图。
图2为复合内循环厌氧反应器结构示意中1-进水管；2-第一反应区；3-三相分离器；4-升流管；5-气液分离器/区；6-第二反应区；7-降流管；8-沉淀区；9-出水管；10-沼气管；11-集气罩；12-降流区；13-过滤区；14-隔板；15-反应区。
具体实施例方式
本发明所提供的复合内循环厌氧反应器的结构如图2所示。含有反应器主体，进水管1，出水管9以及设置在反应器顶部的沼气管10，所述反应器主体内部含有反应区15，升流管4，降流管7以及位于升流管4上部的气液分离区5；在所述反应区15上部设有集气罩11，集气罩11的上部与所述的升流管4连接，在气液分离区5和集气罩11之间设有降流区12和过滤区13，降流区12与过滤区13用筒状隔板14相隔；降流区12的底部分别与过滤区13和降流管7相连通，紧贴反应器器壁；所述的降流管7采用2～4根，且等间距布置；所述的出水管9设置在过滤区13的上部。改进后，反应器的容积利用率有所提高，出水的固液分离效率大大提高，改善了出水水质，增强了运行稳定性。
复合内循环厌氧反应器的工作过程如下废水由反应器底部的进水管1进入反应区15，与反应器内的厌氧污泥充分接触反应，废水中的大部分有机物被转化为沼气，沼气被集气罩11收集，由升流管4进入气液分离区5，沼气上升时将反应区15中的部分废水带入气液分离区5中。当沼气由位于反应器顶部的沼气管10逸出后，废水则由降流区12和降流管7回到反应器底部，实现内循环。内循环使得反应区15的液相上升流速大大提高，加强了废水与污泥的传质，提高了反应器的处理效率。而降流区12部分废水进入过滤区13，经固液分离后，由出水管9排出。自此，废水处理的全过程完成。该反应器的主要特点是有效克服了现有内循环厌氧反应器在处理中低浓度有机废水时第二反应区利用效率低，出水SS高的不足，其特点是①有机负荷高，处理啤酒废水等中等浓度有机废水时，容积负荷可达20kgCOD/(m3·d)左右，处理低浓度有机废水时，容积负荷可达8kgCOD/(m3·d)左右；②出水SS低，运行稳定；④自动内循环，不需另耗能；③占地面积小，基建投资省。
权利要求
1.一种复合内循环厌氧反应器，含有反应器主体，进水管(1)，出水管(9)以及设置在反应器顶部的沼气管(10)，所述反应器主体内部含有反应区(15)，升流管(4)，降流管(7)以及位于升流管上部的气液分离区(5)，其特征在于在所述反应区顶部设有集气罩(11)，集气罩(11)的上部与所述的升流管(4)连接；在气液分离区(5)和集气罩(11)之间设有降流区(12)和过滤区(13)；降流区(12)与过滤区(13)用筒状隔板(14)相隔；降流区的底部分别与过滤区(13)和降流管(7)相连通；所述的降流管(7)的下部与反应区的底部相通，紧贴反应器器壁；所述的出水管(9)设置在过滤区(13)的上部。
2.按照权利要求1所述的复合内循环厌氧反应器，其特征在于所述的降流管(7)采用2～4根，且等间距布置。
全文摘要
复合内循环厌氧反应器，涉及一种内循环厌氧生物反应器。本发明是为解决内循环厌氧反应器在处理中低浓度有机废水时出水SS高，内循环液与进水混合不均匀以及第二反应区利用效率低而提出的改进型反应器；它保留了升流管、降流管和气液分离区，以过滤区替代沉淀区，将单一降流管改为等间距分布的2～4根，只设有一个反应区，取消第二反应区。本发明不仅结构得到了简化，仍可以形成自动内循环，反应器容积利用率提高，出水SS低，可保证污泥不流失，反应效率高，其容积负荷是UASB反应器处理同类废水的4倍左右，如处理啤酒废水等中等浓度有机废水时，容积负荷可达20kgCOD/(m
文档编号C02F3/28GK1915862SQ20061011276
公开日2007年2月21日 申请日期2006年9月1日 优先权日2006年9月1日
发明者吴静 申请人:清华大学