内循环厌氧反应器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及废水处理领域，具体而言，涉及一种内循环厌氧反应器。所述内循环厌氧反应器包括第一级反应室、第二级反应室、设置在第二级反应室上方的气液分离器，以及气体外循环管道；气体外循环管道具有进气端和第一出气端，气体外循环管道的进气端与所述气液分离器的气体输出端连接，气体外循环管道的第一出气端与第一级反应室的下端连接。上述内循环厌氧反应器，将气液分离器分离出的气体通过气体外循环管道输入到第一级反应室内，可以增加第一级反应室内的气力负荷，增强剪切力，促进颗粒污泥的产生，同时还可以降低废水中的溶解氧所占的比率，形成更好的反应环境，最终提高对废水处理的效果。
【专利说明】
内循环厌氧反应器
技术领域
[0001 ]本实用新型属于废水处理领域，具体地，涉及一种内循环厌氧反应器。【背景技术】
[0002]内循环厌氧(Internal circulat1n，以下简称为1C)反应器具有容积负荷高、抗低温能力强、出水稳定性好、所生成的生物气纯度高等优点，而且其实现了内部自动循环而无需提供外加动力，因此，1C反应器的应用越来越广泛。
[0003]图1为现有的1C反应器的示意图。如图1所示，所述1C反应器包括第一级反应室1和第二级反应室2。第一级反应室1包括混合区101、泥水下降管102、颗粒污泥膨胀床103以及一级三相分离器104;在第一级反应室1中:废水被通入混合区101与厌氧颗粒污泥、与来自上部泥水下降管102的泥水以及通入的气体进行混合，进入颗粒污泥膨胀床103发生高容积负荷的厌氧反应。产生的大量气体由一级三相分离器104收集。产生的气体和输入的气体会对液体做膨胀功产生气提作用，使得气体、污泥和水的混合物沿气体提升管5被提升到顶部的气液分离器3。气体被导出系统，泥水混合物沿着泥水下降管102返回到最底端的混合区 101，实现混合液的内部循环。第二级反应室2包括二级三相分离器201、集气管202以及沉淀区203。在第二级反应室2中:经过第一级反应室1处理的废水，除一部分被气体提升外，剩余的都进入到第二级反应室2进行生化反应。在第二级反应室2内产生的气体进入到二级三相分离器201，经过集气管202导出处理系统。泥水混合物经过二级三相分离器201进行固液分离，在沉淀区203内将上清液排走，沉淀的颗粒污泥返回。
[0004]上述现有1C反应器在实际应用中存在下述问题:第一级反应室1内气力负荷不足， 剪切力不足，造成废水与颗粒污泥膨胀床103之间无法充分混合，对废水的处理效果不佳。【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种内循环厌氧反应器，以解决第一级反应室内气力负荷不足，剪切力不够，造成对废水的处理效果不佳的问题。
[0006]本实用新型提供一种内循环厌氧反应器，其包括第一级反应室、第二级反应室、设置在第二级反应室上方的气液分离器，以及气体外循环管道;所述气体外循环管道具有进气端和第一出气端，所述气体外循环管道的进气端与所述气液分离器的气体输出端连接， 所述气体外循环管道的第一出气端与第一级反应室的下端连接。[〇〇〇7]优选地，所述第一级反应室下端设置有第一匀气盘，所述第一匀气盘具有内腔，所述气体外循环管道的第一出气端与所述第一匀气盘的内腔连通；
[0008]所述第一匀气盘的上方具有多个通孔，所述通孔将所述第一匀气盘的内腔与所述第一级反应室的内部空间连通。
[0009]优选地，所述气体外循环管道的进气端侧设置有第一压力检测装置和可开闭的排气口，所述第一压力检测装置用于在进气端侧检测所述气体外循环管道内的气体压力。
[0010]所述气体外循环管道的第一出气端侧设置有可开闭的第一进气口；所述第一进气口与气源连接;所述气体外循环管道的第一出气端侧设置有第二压力检测装置;所述第二压力检测装置用于在第一出气端检测所述气体外循环管道内的气体压力。
[0011]优选地，所述气体外循环管道上设置有第一止回阀，所述第一止回阀用于使气体由进气端向第一出气端单向流动，以及用于避免第一级反应室内的液体沿所述气体外循环管道向所述气体外循环管道的进气端方向流动。
[0012]进一步地，所述气体外循环管道上设置有第一止回阀，且所述第一止回阀设置在所述气体外循环管道的进气端与第一进气口之间；所述第一止回阀用于使气体由进气端向第一出气端单向流动，以及用于避免第一级反应室内的液体沿所述气体外循环管道向所述气体外循环管道的进气端方向流动。
[0013]进一步地，所述第一进气口所连接的气源为二氧化碳。[〇〇14]优选地，所述气体外循环管道还具有第二出气端，所述第二出气端与所述第二级反应室的下端连接。[〇〇15]优选地，所述气体外循环管道的第二出气端侧设置有可开闭的第二进气口；所述第二进气口与气源连接。
[0016]优选地，所述第二级反应室下端设置有第二匀气盘，所述第二匀气盘具有内腔，所述气体外循环管道的第二出气端与所述第二匀气盘的内腔连通；
[0017]所述第二匀气盘的上方具有多个通孔，所述通孔将所述第二匀气盘的内腔与所述第二级反应室的内部空间连通。
[0018]优选地，所述气体外循环的第二出气端侧设置有第三压力检测装置;所述第三压力检测装置检测所述气体外循环管内的气体压力。
[0019]优选地，所述内循环厌氧反应器还包括液体外循环管道，所述液体外循环管道包括进液端和出液端，所述进液端与所述气液分离器的液体输出端连接，所述出液端与所述第二级反应室的下端连接。
[0020]优选地，所述液体外循环管道上设置有第二止回阀，所述第二止回阀用于使液体由进液端向出液端单向流动，以及避免第二级反应室内的液体沿所述液体外循环管道向所述液体外循环管道的进液端方向流动。
[0021]优选地，所述内循环厌氧反应器为氨氧化内循环厌氧反应器。
[0022]本实用新型提供的内循环厌氧反应器，其在气液分离器和第一级反应室之间设置将其二者连通的气体外循环管道，该气体外循环管道将气液分离器分离出来的气体通入到第一级反应室的下端可以增加第一级反应室内的扰动，提高气力负荷，增加剪切力，促进颗粒污泥的形成，使废水在第一级反应室中的反应更加充分，从而获得更好的处理效果。【附图说明】
[0023]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。
[0024]图1是现有内循环厌氧反应器的结构示意图；
[0025]图2是本实用新型第一实施方式中的内循环厌氧反应器的结构示意图；
[0026]图3是本实用新型第二实施方式中的内循环厌氧反应器的结构示意图；
[0027]图4是本实用新型第三实施方式中的内循环厌氧反应器的结构示意图；
[0028]图5是本实用新型第四实施方式中的内循环厌氧反应器的结构示意图。[〇〇29]图中1:第一级反应室；101:混合区；102:泥水下降管；103:颗粒污泥膨胀床；104: 一级三相分离器;2:第二级反应室;201:二级三相分离器;202:集气管;203:沉淀区；3:气液分离器;4:气体外循环管道;401:进气端;402:第一出气端;403:第二出气端;404:第一压力检测装置;405:第二压力检测装置;406:第三压力检测装置;407:排气口； 408:第一进气口； 409:第二进气口；410:第一止回阀;411:第三止回阀；412:第一匀气盘;413:第二匀气盘;5: 气体提升管;6:液体外循环管道;601:进液端;602:出液端;603:第二止回阀。【具体实施方式】
[0030]本实用新型提供一种内循环厌氧反应器并给出其多个实施方式。在第一实施方式中，如图2所示，所述内循环厌氧反应器包括第一级反应室1、第二级反应室2、设置在第二级反应室2上方的气液分离器3,以及气体外循环管道4。气体外循环管道4具有进气端401和第一出气端402,气体外循环管道4的进气端401与所述气液分离器3的气体输出端连接，气体外循环管道4的第一出气端402与第一级反应室1的下端连接。
[0031]在本实施方式中，第一级反应室1包括混合区101、泥水下降管102、颗粒污泥膨胀床103以及一级三相分离器104;在第一级反应室1中:废水被通入混合区101与厌氧颗粒污泥、与来自上部泥水下降管102的泥水以及通入的气体进行混合，进入颗粒污泥膨胀床103 发生高容积负荷的厌氧反应。产生的大量气体由一级三相分离器104收集。产生的气体和输入的气体会对液体做膨胀功产生气提作用，使得气体、污泥和水的混合物沿气体提升管5被提升到顶部的气液分离器3。气体被导出系统，泥水混合物沿着泥水下降管102返回到最底端的混合区101，实现混合液的内部循环。第二级反应室2包括二级三相分离器201、集气管 202以及沉淀区203。在第二级反应室2中:经过第一级反应室1处理的废水，除一部分被气体提升外，剩余的都进入到第二级反应室2进行生化反应。在第二级反应室2内产生的气体由二级三相分离器201收集，经过集气管202导出处理系统。泥水混合物经过二级三相分离器 201进行固液分离，在沉淀区203内将上清液排走，沉淀的颗粒污泥返回。
[0032]在现有技术中，气液分离器3分离的气体没有作再利用，而本实施方式中则不同， 具体地，气液分离器3将气体和液体分离，分离后的气体进入气体外循环管道4，并经过气体外循环管道4通入到第一级反应室1的下端，所述气体被通入到第一级反应室1的下端后，一方面，可以增加第一级反应室1中废水和颗粒污泥膨胀床103之间的扰动性，增加气体负荷， 促进颗粒污泥的生成，使废水和颗粒污泥之间的反应更加充分；另一方面，被气液分离器3 分离之后的气体一般为非含氧气体，该气体被通入到第一级反应室1后，可以降底通入到第一级反应室1中的废水中的溶解氧所占的比率，从而降底废水中的溶解氧对颗粒污泥膨胀床103中的厌氧菌的破坏性影响，保证颗粒污泥膨胀床103对废水具有足够的处理能力。 [〇〇33]在本实施方式中，所述第一级反应室1下端设置有第一匀气盘412,第一匀气盘412 具有内腔，气体外循环管道4的第一出气端402与第一匀气盘412的内腔连通;第一匀气盘 412的上方具有多个通孔，通孔将所述第一匀气盘412的内腔与第一级反应室1的内部空间连通。在气体外循环管道4内的气体从第一出气端402出来之后，进入到第一匀气盘412的内腔中，会产生扩散，逐步使内腔内的气体分布均匀性趋于一致，从而能够保证从多个通孔进入到第一级反应室1内的气体流量相同，在此情况下，气体会均匀地射入到第一级反应室1 内部的各区域，使第一级反应室1内的各区域的气力负荷增加的幅度相当，从而能够在第一级反应室1内避免因气力负荷不均而导致颗粒污泥分布不均，第一级反应室1内的不同区域对废水的处理效果存在差异的问题。
[0034]气体外循环管道4的进气端401侧设置有第一压力检测装置404和可开闭的排气口 407，所述第一压力检测装置404用于在进气端侧检测所述气体外循环管道4内的气体压力。 具体地，当所述第一压力检测装置404在气体外循环管道4的进气端401侧检测到气体外循环管道4内的气体压力较大，超出预设阈值时，所述排气口 407开启；而在当第一压力检测装置404的检测结果为气体外循环管道4内的压力未超出预设阈值时，则所述排气口关闭。这样设置可以在气液分离器3分离出的气体较多的某一时间段内，避免将该气体全部通入到第一级反应室1内，造成第一级反应室1内的气力负荷过大，颗粒污泥膨胀床103上的颗粒污泥大量被气提到上部区域，如一级三相分离器104处。从而能够保证第一级反应室1内的气力负荷处于合适的范围之内，在此情况下，使第一级反应室1对废水的处理效果较为理想。
[0035]在本实施方式中，在利用气液分离器3分离出来的气体通入到第一级反应室1内增加第一级反应室1的气体负荷的同时，还可以在气体外循环管道4的第一出气端402侧设置有可开闭的第一进气口 408;该第一进气口 408与气源连接;从而将额外的气源提供的气体通入到第一级反应室1内，以增加第一级反应室1内的气力负荷。在气体外循环管道4的第一出气端402侧设置有第二压力检测装置405;所述第二压力检测装置405用于在第一出气端 402检测所述气体外循环管道4内的气体压力。当所述第二压力检测装置405在气体外循环管道4的第一出气端402侧检测到气体外循环管道4内的气体压力较小，小于预设阈值时，所述第一进气口 408开启，将气源提供的气体输入到第一级反应室1内，以便在气液分离器3分离出来的气体较少时，通入到第一级反应室1内的气体流量，使第一级反应室1内维持足够的气力负荷。
[0036]进一步地，所述气源内的气体可以为酸性或碱性气体，例如二氧化碳等；以二氧化碳为例，其从第一进气口 408被通入气体外循环管道4后会进入到第一级反应室1，与从进水口被通入到第一级反应室1内的废水接触，不仅可以增加剪切力，还可以调节废水的pH值， 以便使废水的pH值更符合颗粒污泥膨胀床103对废水进行处理的需要，获得更好的处理效果。[〇〇37] 所述气体外循环管道4上还可以设置有第一止回阀410,所述第一止回阀410用于使气体由进气端向第一出气端402单向流动，以及用于避免第一级反应室1内的液体沿所述气体外循环管道4向所述气体外循环管道4的进气端401方向流动。[〇〇38]进一步地，所述第一止回阀410设置在在所述气体外循环管道4的进气端401与第一进气口 408之间；这样可以避免从第一进气口 408通入到气体外循环管道4内的气体向进气端401方向流动。
[0039]优选地，所述内循环厌氧反应器为氨氧化内循环厌氧反应器。在氨氧化内循环厌氧反应器内，气液分离器3分离出来的气体为氮气。在将该氮气通入到第一级反应室1之后， 能够更有效的降低废水中的溶解氧的比率，抑制溶解氧对颗粒污泥膨胀床103中的厌氧菌的破坏性影响，从而可以实现对废水的更好的处理效果。
[0040]在所述内循环厌氧反应器的第二实施方式中，所述内循环厌氧反应器区别于上述第一实施方式中的内循环厌氧反应器，其区别之处在于所述气体外循环管道4除了具有进气端401和第一出气端402外，还具有第二出气端403,如图3所示。所述第二出气端403与第二级反应室2的下端连接。从而，在本实施方式中，气液分离器3分离出来的气体不仅被通入到第一级反应室1内，还会被通入到第二级反应室2内；通入到第二级反应室2内的气体一方面可以增加第二级反应室2中废水和颗粒污泥之间的扰动性，增加气体负荷，促进颗粒污泥的生成，使废水和颗粒污泥之间的反应更加充分；另一方面，被气液分离器3分离之后的气体一般为非含氧气体，该气体被通入到第二级反应室2后，可以降底通入到第二级反应室2 中的废水中的溶解氧对颗粒污泥膨胀床103中满足处理废水所需的厌氧菌的破坏性影响， 保证颗粒污泥膨胀床103对废水具有足够的处理能力。
[0041]在本实施方式中，所述第二级反应室2下端设置有第二匀气盘413,所述第二匀气盘413具有内腔，所述气体外循环管道4的第二出气端403与所述第二匀气盘413的内腔连通;所述第二匀气盘413的上方具有多个通孔，所述通孔将所述第二匀气盘413的内腔与所述第二级反应室2的内部空间连通。在气体外循环管道4内的气体从第二出气端403出来之后，进入到第二匀气盘413的内腔中，会产生扩散，逐步使内腔内的气体分布均匀性趋于一致，从而能够保证从多个通孔进入到第二级反应室2内的气体流量相同，在此情况下，气体会均匀地射入到第二级反应室2内部的各区域，使第二级反应室2内的各区域的气力负荷增加的幅度相当，从而能够在第二级反应室2内避免因气力负荷不均而导致颗粒污泥分布不均，第二级反应室2内的不同区域对废水的处理效果存在差异的问题。[〇〇42]气体外循环管道4的第二出气端403侧设置有可开闭的第二进气口 409;所述第二进气口 409与气源连接。所述气体外循环管道4的第二出气端403设置有第三压力检测装置 406;所述第三压力检测装置406检测所述气体外循环管道4内的气体压力。气体外循环管道 4第二出气端403侧设置的第三压力检测装置406可以实现对气体外循环管道4第二出气端 403气压的测量。如果气压较小，小于预设阈值时，所述第二进气口409开启。所述第二进气口 409连接的气源可以为二氧化碳等气体，其从第二进气口 409被通入气体外循环管道后会进入到第二级反应室2,与第二级反应室内的废水接触，不仅可以增加气力负荷，还可以调节废水的pH值，以便使废水的pH值更符合颗粒污泥膨胀床103对废水进行处理的需要，获得更好的处理效果。
[0043]在所述内循环厌氧反应器的第三实施方式中，所述内循环厌氧反应器区别于上述第一实施方式中的内循环厌氧反应器，其区别之处在于所述内循环厌氧反应器还包括液体外循环管道6,如图4所示。所述液体外循环管道6包括进液端601和出液端602,所述进液端 601与所述气液分离器3的液体输出端连接，所述出液端602与所述第二级反应室2的下端连接。
[0044]气液分离器3分离出的液体进入液体外循环管道6,并经过液体外循环管道6通入到第二级反应室2的下端，被通入到第二级反应室2的下端的液体，可以增加第二级反应室2 中废水和颗粒污泥膨胀床之间的扰动性，增加水力负荷，促进颗粒污泥的生成，使废水和颗粒污泥之间的反应更加充分；[〇〇45]所述液体外循环管道6上设置有第二止回阀603,所述第二止回阀603用于使液体由进液端601向出液端单向流动，以及避免第二级反应室2内的液体沿所述液体外循环管道6向所述液体外循环管道的进液端601方向流动。
[0046]在所述内循环厌氧反应器的第四实施方式中，所述内循环厌氧反应器区别于上述第二实施方式中的内循环厌氧反应器，其区别之处在于所述内循环厌氧反应器还包括液体外循环管道6，如图5所示，所述液体外循环管道6包括进液端601和出液端602，所述进液端 601与所述气液分离器3的液体输出端连接，所述出液端602与所述第二级反应室2的下端连接。
[0047]气液分离器3分离出的液体进入液体外循环管道6,并经过液体外循环管道6通入到第二级反应室2的下端，被通入到第二级反应室2的下端的液体，可以增加第二级反应室2 中废水和颗粒污泥膨胀床之间的扰动性，增加水力负荷，促进颗粒污泥的生成，使废水和颗粒污泥之间的反应更加充分；[〇〇48]所述液体外循环管道6上设置有第二止回阀603,所述第二止回阀603用于使液体由进液端601向出液端单向流动，以及避免第二级反应室2内的液体沿所述液体外循环管道 6向所述液体外循环管道6的进液端601方向流动。
[0049]综上所述，本实用新型上述实施方式提供的内循环厌氧反应器，其在气液分离器3 和第一级反应室1之间设置将其二者连通的气体外循环管道4,该气体外循环管道4将气液分离器3分离出来的气体通入到第一级反应室1的下端可以增加第一级反应室内1的扰动， 提高气力负荷，增加剪切力，促进颗粒污泥的形成，使废水在第一级反应室1中的反应更加充分，从而获得更好的处理效果。
[0050]以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种内循环厌氧反应器，包括第一级反应室、第二级反应室以及设置在第二级反应 室上方的气液分离器，其特征在于，所述内循环厌氧反应器还包括气体外循环管道;所述气 体外循环管道具有进气端和第一出气端，所述气体外循环管道的进气端与所述气液分离器 的气体输出端连接，所述气体外循环管道的第一出气端与第一级反应室的下端连接。2.根据权利要求1所述的内循环厌氧反应器，其特征在于，所述第一级反应室下端设置 有第一匀气盘，所述第一匀气盘具有内腔，所述气体外循环管道的第一出气端与所述第一 匀气盘的内腔连通；所述第一匀气盘的上方具有多个通孔，所述通孔将所述第一匀气盘的内腔与所述第一 级反应室的内部空间连通。3.根据权利要求1所述的内循环厌氧反应器，其特征在于，所述气体外循环管道的进气 端侧设置有第一压力检测装置和可开闭的排气口，所述第一压力检测装置用于在进气端侧 检测所述气体外循环管道内的气体压力。4.根据权利要求1-3任意一项所述的内循环厌氧反应器，其特征在于，所述气体外循环 管道的第一出气端侧设置有可开闭的第一进气口；所述第一进气口与气源连接;所述气体 外循环管道的第一出气端侧设置有第二压力检测装置;所述第二压力检测装置用于在第一 出气端检测所述气体外循环管道内的气体压力。5.据权利要求1-3任意一项所述的内循环厌氧反应器，其特征在于，所述气体外循环管 道上设置有第一止回阀，所述第一止回阀用于使气体由进气端向第一出气端单向流动，以 及用于避免第一级反应室内的液体沿所述气体外循环管道向所述气体外循环管道的进气 端方向流动。6.根据权利要求1所述的内循环厌氧反应器，其特征在于，所述气体外循环管道还具有 第二出气端，所述第二出气端与所述第二级反应室的下端连接。7.根据权利要求6所述的内循环厌氧反应器，其特征在于，所述气体外循环管道的第二 出气端侧设置有可开闭的第二进气口；所述第二进气口与气源连接。8.根据权利要求6或7所述的内循环厌氧反应器，其特征在于，所述第二级反应室下端 设置有第二匀气盘，所述第二匀气盘具有内腔，所述气体外循环管道的第二出气端与所述 第二匀气盘的内腔连通；所述第二匀气盘的上方具有多个通孔，所述通孔将所述第二匀气盘的内腔与所述第二 级反应室的内部空间连通。9.根据权利要求1或6所述的内循环厌氧反应器，其特征在于，所述内循环厌氧反应器 还包括液体外循环管道，所述液体外循环管道包括进液端和出液端，所述进液端与所述气 液分离器的液体输出端连接，所述出液端与所述第二级反应室的下端连接。10.根据权利要求9所述的内循环厌氧反应器，其特征在于，所述液体外循环管道上设 置有第二止回阀，所述第二止回阀用于使液体由进液端向出液端单向流动，以及避免第二 级反应室内的液体沿所述液体外循环管道向所述液体外循环管道的进液端方向流动。
【文档编号】C02F3/28GK205687639SQ201620476921
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年5月24日 公开号201620476921.X, CN 201620476921, CN 205687639 U, CN 205687639U, CN-U-205687639, CN201620476921, CN201620476921.X, CN205687639 U, CN205687639U
【发明人】张庆硕
【申请人】张庆硕