一种内循环强化全混流厌氧反应器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种有机废水处理厌氧生物反应器，尤其涉及一种内循环强化全混流厌氧反应器。
【背景技术】
[0002]目前，我国水污染问题依然严重，根据2014年《中国环境状况公报》，废水化学需氧量(COD)年排放总量为2294.6万吨，其中，工业源与农业源COD排放量占了 61.61%，这些废水的排放不仅是水资源的极大浪费，更对人民生活环境和健康造成恶劣影响。工业废水中有很大一部分COD源自高浓度有机废水，而厌氧反应器作为高浓度有机废水降解的利器，在废水处理领域备受关注。
[0003]高浓度有机废水的COD —般在2000mg/L以上，高的可达几万或十几万mg/L。从理论上讲，平推流反应器的去除率较之全混流反应器高，其本质是由于平推流反应器前端底物的高浓度而产生的高推动力。然而，随着行业技术的不断更新发展，废水的成分渐趋复杂，COD浓度也进一步加大，它们极可能抑制平推流厌氧反应器前端微生物活性，使微生物菌群失稳甚至导致厌氧反应器崩溃，因此，针对成分复杂且高COD浓度的处理对象，平推流式的厌氧反应器难以适应。而全混流反应器可有效稀释进水，减轻高浓度进水对微生物的抑制，具有确保反应器长期高效稳定运行的潜力。
[0004]传统的连续流搅拌釜反应器(CSTR)是常见的全混流反应器，其结构为一个厌氧消化罐内设置搅拌器，以期达到物料的完全混合。但是，传统CSTR不仅耗能大，而且其混合效果并不理想，据文献报道传统CSTR的水力死区高达70%以上。可见，强化CSTR的混合，减少CSTR的水力死区十分必要。鉴于此，本发明提供了一种具有全混流反应器特征的内循环强化全混流厌氧反应器。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种适用于处理高浓度有机废水的、混合效果好、水力死区少、容积利用率高、反应稳定性好的厌氧反应器。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供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、全混区和第一分离区，圆筒型上方设有第二分离区；
[0007]布水区包括设于圆筒壁底部的底板，底板上设有空心锥布水器，圆筒壁下部连接清空口和进水管；
[0008]全混区包括设于圆筒壁中部的旋流挡板和排泥管，排泥管设于相邻旋流挡板交接处；
[0009]第一分离区包括设于圆筒壁顶部的圆筒盖，回流管顶部穿过圆筒盖，回流管底部穿过全混区并伸至布水区内；三相分离器同轴设于回流管外侧，三相分离器顶部设于圆筒盖上；下端提升管顶部设于圆筒盖上，下端提升管底部伸至全混区内并与所述旋流挡板连接；圆筒壁上部设有出水管，出水管下方设有溢流堰；
[0010]第二分离区包括设于圆筒盖上方且与所述回流管顶部贯通连接的内分离筒，外分离筒同轴设于内分离筒外侧且与所述三相分离器顶部贯通连接，外分离筒顶部设有分离筒盖，分离筒盖上设有出气管；上端提升管一端与所述下端提升管顶部贯通连接，上端提升管另一端穿过外分离筒与内分离筒连接。
[0011]优选地，所述反应器主体的高径比为I?1.5 ;所述布水区、全混区、第一分离区和第二分离区的高度比为1: (3?5): I: (I?2)。
[0012]优选地，所述空心锥布水器与底板的夹角为10°?20° ;
[0013]所述空心锥布水器上设有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 ;
[0014]所述进水管为L型，其一端设于所述空心锥布水器内且出口方向竖直向下，另一端穿过所述空心锥布水器并伸至所述圆筒壁外部；
[0015]优选地，所述空心锥布水器上设有弧形挡板，弧形挡板水平布置，弧形挡板长侧设于所述空心锥布水器上的各长条口上沿；弧形挡板的长度与宽度分别为对应的长条口的1.1 ?1.2 倍。
[0016]优选地，所述旋流挡板为截去一角的半椭圆板，三个所述旋流挡板相互接壤内切于所述圆筒壁高度的1/2?3/5处，所述旋流挡板与圆筒壁的夹角为45°?55° ;三个所述旋流挡板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截面积的1/15?1/10 ;旋流挡板的弧面上设有半圆形孔。
[0017]优选地，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上的半圆形孔中，下端提升管半圆环形的开口侧紧贴所述圆筒壁内侧；所述下端提升管的内径为所述圆筒壁内径的1/40?1/30。
[0018]优选地，所述三相分离器为倒锥型结构，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为30°?
40。。
[0019]优选地，所述上端提升管为L型，折角处为90°弯头，共有三根；上端提升管竖管部分与所述下端提升管贯通连接，上端提升管横管部分穿过所述外分离筒并连接所述内分离筒的3/4?4/5高度处；所述上端提升管内径与所述下端提升管内径相等。
[0020]优选地，所述外分离筒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顶端贯通连接，第一空心圆柱顶部连接所述分离筒盖；第一空心倒置圆台外壁与水平面夹角为40°?50° ；
[0021]所述内分离筒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之间留有空隙，所述空隙高度为所述内分离筒高度的1/7?1/5 ;第二空心倒置圆台底部与所述回流管贯通连接；第二空心圆柱外壁与水平面夹角为50°?60°。
[0022]优选地，所述回流管顶端设于第二分离区内，纵向由上至下贯穿第一分离区和全混区，并伸至布水区内；所述回流管顶端超出所述圆筒盖高度为所述内分离筒高度的1/12?1/8，所述回流管内径为所述三相分离器顶端内径的1/3?1/2，所述回流管底端与所述空心锥布水器顶端的距离为所述圆筒壁高度的1/35?1/25。
[0023]工作时，反应器内填充有一定量的厌氧颗粒污泥，污泥高度与旋流挡板齐平。废水由进水管进入布水区的空心锥布水器空腔内，经六个长条口和对应的弧形挡板均匀布水。旋流挡板使全混区内的废水切向流速增加，形成旋流，增强传质，废水在污泥床层快速混合后被污泥降解，产生沼气。沼气带动固液混合物于旋流挡板下侧被下端提升管收集，并经上端提升管进入第二分离区的内分离筒；内分离筒内，气体向上溢出，而固液混合物通过回流管回流，并通过空心锥布水器上表面再布水，再次增强全混区的湍流程度，促进混合；部分液流由三个旋流挡板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，通过第一分离区的溢流堰、再经出水管排出反应器。少量沼气被第一分离区III的三相分离器收集，于外分离筒和内分离筒之间的空域内上升，并和内分离筒内上升的沼气混合被出气管收集并排出。若泥量超过旋流挡板高度，则通过排泥管排出。
[0024]由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果:
[0025]I)反应器主体为圆筒型，结构紧凑，力学强度好，且反应器高径比小，易于加工制作；
[0026]2)空心锥布水器能够和进水管配合进行三个方向上的均匀布水，与上方下端提升管相呼应，另外其能作回流管水的反射板，进行回流混合液的再分布；
[0027]3)弧形挡板的下端为进水导流，增加了反应器下端角落容积的利用率，有效