上流式厭氧平底反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種上流式厭氧平底反應(yīng)器，包括反應(yīng)罐、脈沖布水器、三相分離器、平板布水器、進(jìn)水管、出水管和排泥管；脈沖布水器位于所述反應(yīng)罐的上方；三相分離器和所述平板布水器均位于所述反應(yīng)罐的內(nèi)部，平板布水器位于所述三相分離器的下方；所述進(jìn)水管一端與所述脈沖布水器連接，另一端位于所述平板布水器下方；所述平板布水器設(shè)有布水孔；所述出水管位于所述三相分離器的上方并與所述反應(yīng)罐連接；所述排泥管位于所述平板布水器的下方，并與所述反應(yīng)罐連接。上述上流式厭氧平底反應(yīng)器布水均勻，布水時(shí)和排泥時(shí)的流體流向相反，可以對平板布水器的布水孔進(jìn)行有效的沖刷，降低了布水孔堵塞的可能性，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的可持續(xù)性。
【專利說明】上流式厭氧平底反應(yīng)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及污泥處理領(lǐng)域，特別是涉及上流式厭氧平底反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]上流式厭氧污泥床(Up Flow Anaerobic Sludge Blanket,簡稱UASB)反應(yīng)器是荷蘭Wageningen農(nóng)業(yè)大學(xué)的Lettinga等人于1973-1977年間研制成功的。目前,在歐洲的UASB工藝已普遍形成了顆粒污泥，這使得厭氧USAB工藝在歐洲迅速得到了推廣和普及。我國于1981年開始了 UASB反應(yīng)器的研究工作，該技術(shù)在我國已得到了實(shí)際的推廣應(yīng)用。UASB反應(yīng)器是目前應(yīng)用最為廣泛的高速厭氧反應(yīng)器，該技術(shù)在國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展成為厭氧處理的主流技術(shù)之一。
[0003]USAB反應(yīng)器利用微生物細(xì)胞固定化技術(shù)-污泥顆?；瘜?shí)現(xiàn)了水力停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間的分離，從而延長了污泥泥齡，保持了高濃度的污泥。顆粒厭氧污泥具有良好的沉降性能和高比產(chǎn)甲烷活性，且相對密度比人工載體小，靠產(chǎn)生的氣體來實(shí)現(xiàn)污泥與基質(zhì)的充分接觸，節(jié)省了攪拌和回流污泥的設(shè)備和能耗，無需附設(shè)沉淀分離裝置。同時(shí)反應(yīng)器內(nèi)不需投加填料和載體，提高了容積利用率。
[0004]在UASB反應(yīng)器中，由產(chǎn)生的氣體和進(jìn)水形成的上升液流和上竄氣泡對反應(yīng)區(qū)內(nèi)的污泥顆粒產(chǎn)生重要的分級作用。這種作用不僅影響污泥顆?；M(jìn)程，同時(shí)還對形成的顆粒污泥的質(zhì)量有很大的影響。同時(shí)這種攪拌作用實(shí)現(xiàn)了污泥與基質(zhì)的充分接觸。
[0005]一般地，在UASB系統(tǒng)中，布水系統(tǒng)的布水均勻性直接影響反應(yīng)器的處理效率。而在大多數(shù)廢水應(yīng)用中，由于管道式大阻力配水系統(tǒng)自身的結(jié)構(gòu)原因，布水孔之間必然存在較大的不均勻現(xiàn)象，這個(gè)不均勻性容易導(dǎo)致廢水中的粘度高的懸浮物堵塞布水孔，影響布水效果。布水系統(tǒng)水流的單向性也不利于堵塞布水孔的清通，隨著時(shí)間的推移，UASB系統(tǒng)的效率會(huì)由于布水原因逐步降低，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，不利于系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]基于此，有必要提供一種布水均勻且布水孔不容易堵塞的上流式厭氧平底反應(yīng)器。
[0007]—種上流式厭氧平底反應(yīng)器，包括反應(yīng)罐、脈沖布水器、三相分離器、平板布水器、進(jìn)水管、出水管和排泥管；
[0008]所述脈沖布水器位于所述反應(yīng)罐的上方；
[0009]所述三相分離器和所述平板布水器均位于所述反應(yīng)罐的內(nèi)部，所述平板布水器位于所述三相分離器的下方；
[0010]所述進(jìn)水管依次穿過所述三相分離器和平板布水器，所述進(jìn)水管一端與所述脈沖布水器連接，另一端位于所述平板布水器下方；
[0011 ] 所述平板布水器設(shè)有布水孔；
[0012]所述出水管位于所述三相分離器的上方并與所述反應(yīng)罐連接；[0013]所述排泥管位于所述平板布水器的下方，并與所述反應(yīng)罐連接。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括污泥隔離器，所述污泥隔離器穿過所述平板布水器并分隔所述平板布水器，所述污泥隔離器一端位于所述平板布水器的上方，另一端位于所述平板布水器的下方。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述污泥隔離器由交叉的隔離板組成，所述隔離板的相交線穿過所述平板布水器的中心。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述隔離板相互垂直，所述隔離板平分所述平板布水器。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述隔離板的數(shù)量為兩個(gè)，所述隔離板將所述平板布水器的下方分成第一污泥區(qū)、第二污泥區(qū)、第三污泥區(qū)和第四污泥區(qū)。
[0018]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述進(jìn)水管分別與所述第一、二、三、四污泥區(qū)連通。
[0019]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一、二、三、四污泥區(qū)均設(shè)有排泥口，所述排泥口分別與所述排泥管連通。
[0020]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述平板布水器的開孔率為0.25%-0.30%。
[0021 ] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述布水孔的孔徑為所述平板布水器直徑的0.2%-0.4%。
[0022]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述進(jìn)水管與所述排泥管均設(shè)有閥門。
[0023]上述上流式厭氧平底反應(yīng)器，通過進(jìn)水管向反應(yīng)罐中注水，開啟脈沖布水器，通過脈沖布水器的虹吸作用，使得水流通過平板布水器的布水孔進(jìn)入反應(yīng)罐，含有大量氣泡的混合液不斷上升，到達(dá)三相分離器，經(jīng)分離后，污水通過出水管排出，污泥在重力的作用下，沉淀到反應(yīng)罐底部，并通過排污管排出。在反應(yīng)罐的布水區(qū)設(shè)置平板布水器，省去了布水干管和支管，最大限度地減小了管道沿程損失引起的布水不均勻系數(shù)，保證每個(gè)布水孔的均勻性。同時(shí)，上述上流式厭氧平底反應(yīng)器在工作時(shí)，脈沖布水器利用虹吸工作，脈沖流量通過平板布水器，流量均勻分配在每個(gè)布水孔，不均勻系數(shù)控制在1%以內(nèi)，整個(gè)水流以均勻的水層通過平板布水器，進(jìn)入反應(yīng)罐的反應(yīng)區(qū)。反應(yīng)罐內(nèi)部的污泥進(jìn)行面式劇烈攪動(dòng)，水流向上的動(dòng)力與污泥自身的重力在反應(yīng)罐內(nèi)部某一高度達(dá)到平衡，即可形成一定高度的懸浮層，從而有利于形成降解效率高的顆粒污泥和高效降解區(qū)。同時(shí)，布水時(shí)和排泥時(shí)的流體流向相反，可以對平板布水器的布水孔進(jìn)行有效的沖刷，降低了布水孔堵塞的可能性，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的可持續(xù)性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為一實(shí)施方式的上流式厭氧平底反應(yīng)器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為一實(shí)施方式的上流式厭氧平底反應(yīng)器的剖面圖；
[0026]圖3為一實(shí)施方式的上流式厭氧平底反應(yīng)器的平板布水器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4為一實(shí)施方式的上流式厭氧平底反應(yīng)器的平板布水器的俯視圖；
[0028]圖5為一實(shí)施方式的上流式厭氧平底反應(yīng)器與常規(guī)上流式厭氧污泥床出水中COD含量的對比圖；
[0029]圖6為一實(shí)施方式的上流式厭氧平底反應(yīng)器與常規(guī)上流式厭氧污泥床的活性污泥濃度的變化對比圖；
[0030]附圖標(biāo)記:10、上流式厭氧平底反應(yīng)器；100、反應(yīng)罐；110、脈沖布水器；120、三相分離器；130、平板布水器；132、布水孔；140、進(jìn)水管；150、出水管；160、排泥管；170、污泥 隔離器；172、隔離板；180、閥門。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是本實(shí)用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施的限制。
[0032]如圖1-2所示，一實(shí)施方式的上流式厭氧平底反應(yīng)器10，包括反應(yīng)罐100、脈沖布水器110、三相分離器120、平板布水器130、進(jìn)水管140、出水管150和排泥管160。
[0033]脈沖布水器110位于所述反應(yīng)罐100的上方。三相分離器120和平板布水器130均位于反應(yīng)罐100的內(nèi)部，平板布水器130位于三相分離器120的下方；
[0034]其中，脈沖布水器110的工作原理是利用虹吸管中快速流動(dòng)的水將進(jìn)水管140中的空氣帶走，使管道內(nèi)形成一定的真空度，在管道內(nèi)外大氣壓差的作用下，水進(jìn)入管道并排入反應(yīng)罐100中。
[0035]三相分離器120是固、液、氣三相分離器,三相分離器120可以將含有大量氣體的混合液中的氣體、液體和固體進(jìn)行分離。液體通過出水管150排出，固體可以通過排泥管160排出。
[0036]進(jìn)水管140依次穿過三相分離器120和平板布水器130，進(jìn)水管140 —端與脈沖布水器Iio連接，另一端位于平板布水器130下方。水流通過進(jìn)水管140注入反應(yīng)罐100，并在脈沖布水器110的虹吸作用下，穿過平板布水器130向上運(yùn)動(dòng)。
[0037]如圖3-4所示，平板布水器130設(shè)有布水孔132。注入反應(yīng)罐100中的水穿過布水孔132并向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)三相分離器120分離后的污泥，穿過布水孔132向下運(yùn)動(dòng)。
[0038]出水管150位于所述三相分離器120的上方并與所述反應(yīng)罐100連接。經(jīng)三相分離器120分離后的水相通過出水管150排出反應(yīng)罐100。
[0039]排泥管160位于平板布水器130的下方，并與所述反應(yīng)罐100連接。沉積在平板布水器130下方的污泥通過排泥管160排出反應(yīng)罐100。
[0040]上述上流式厭氧平底反應(yīng)器，通過進(jìn)水管140向反應(yīng)罐100中注水，開啟脈沖布水器110，通過脈沖布水器110的虹吸作用，使得水流通過平板布水器130的布水孔132進(jìn)入反應(yīng)罐100，含有大量氣泡的混合液不斷上升，到達(dá)三相分離器120，經(jīng)分離后，污水通過出水管150排出，污泥在重力的作用下，沉淀到反應(yīng)罐100底部，并通過排污管排出。
[0041]在反應(yīng)罐100的布水區(qū)設(shè)置平板布水器130，省去了布水干管和支管，最大限度地減小了管道沿程損失引起的布水不均勻系數(shù)，保證每個(gè)布水孔132的均勻性。同時(shí)，上述上流式厭氧平底反應(yīng)器在工作時(shí)，脈沖布水器110利用虹吸工作，脈沖流量通過平板布水器130，流量均勻分配在每個(gè)布水孔132，不均勻系數(shù)控制在1%以內(nèi)，整個(gè)水流以均勻的水層通過平板布水器130，進(jìn)入反應(yīng)罐100的反應(yīng)區(qū)。反應(yīng)罐100內(nèi)部的污泥進(jìn)行面式劇烈攪動(dòng)，水流向上的動(dòng)力與污泥自身的重力在反應(yīng)罐100內(nèi)部某一高度達(dá)到平衡，即可形成一定高度的懸浮層，從而有利于形成降解效率高的顆粒污泥和高效降解區(qū)。同時(shí)，布水時(shí)和排泥時(shí)的流體流向相反，可以對平板布水器130的布水孔132進(jìn)行有效的沖刷，降低了布水孔132堵塞的可能性，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的可持續(xù)性。
[0042]請?jiān)賲㈤唸D2和圖3，在本實(shí)施例中，還包括污泥隔離器170，污泥隔離器170穿過平板布水器130并分隔所述平板布水器130，污泥隔離器170 —端位于平板布水器130的上方，另一端位于平板布水器130的下方。在本實(shí)施方式中，污泥隔離器170由交叉的隔離板172組成，隔離板172的相交線穿過平板布水器130的中心。更進(jìn)一步地，隔離板172相互垂直，隔離板172平分平板布水器130。在本實(shí)施方式中，隔離板172的數(shù)量為兩個(gè)，隔離板172將平板布水器130的下方分成第一污泥區(qū)、第二污泥區(qū)、第三污泥區(qū)和第四污泥區(qū)。
[0043]隔離板172將平板布水器130分隔，使得平板布水器130在布水的基礎(chǔ)上，將上流式厭氧平底反應(yīng)器分成若干個(gè)小區(qū)域，在本實(shí)施方式中，隔離板172將反應(yīng)罐100分成了 4個(gè)相同的區(qū)域。當(dāng)上流式厭氧平底反應(yīng)器需要排泥時(shí)，關(guān)閉脈沖布水器110，相應(yīng)的區(qū)域進(jìn)入非脈沖的靜置狀態(tài)，待達(dá)到污泥沉淀時(shí)間后，打開反應(yīng)罐100下方的排泥管160，通過反應(yīng)罐100自身的水壓，反應(yīng)罐100底部的污泥均勻通過平板布水器130的布水孔132，進(jìn)入排泥區(qū)，排出反應(yīng)罐100，排泥的均勻效果得以保障。
[0044]在本實(shí)施例中，第一污泥區(qū)、第二污泥區(qū)、第三污泥區(qū)和第四污泥區(qū)均設(shè)有排泥口，排泥口分別與排泥管160連通。如圖1所示，第一、二、三和四污泥區(qū)分別對應(yīng)有排泥管160，使得污泥區(qū)的污泥可以分區(qū)域排出，增強(qiáng)排泥的效果。
[0045]在一實(shí)施方式中，平板布水器130的開孔率為0.25%-0.30%。布水孔132的數(shù)量可以根據(jù)平板布水器130的大小以及工藝的需要進(jìn)行選擇。當(dāng)開孔率為0.25-0.30%時(shí)，平板布水器130布水均勻，而且布水孔132不容易堵塞。
[0046]在一實(shí)施方式中，布水孔132的孔徑為平板布水器130直徑的0.2%_0.4%。布水孔132的孔徑可以根據(jù)平板布水器130的大小進(jìn)行選擇。在本實(shí)施方式中，布水孔132的單位孔徑的流速范圍在5-6m/s,單孔孔徑不小于25_。
[0047]在一實(shí)施方式中，進(jìn)水管140與排泥管160均設(shè)有閥門180。可以通過閥門180控制進(jìn)水管140和排泥管160的關(guān)閉或打開，進(jìn)而控制水的進(jìn)入以及污泥的排出。
[0048]以下對上述上流式厭氧平底反應(yīng)器的廢水處理效果進(jìn)行說明。以上流式厭氧平底反應(yīng)器對鞭炮紙廢水的處理效果為例。
[0049]如圖5所示，曲線a為常規(guī)UASB工藝(以下稱為系統(tǒng)I)對鞭炮紙廢水處理的效果圖；曲線b為上流式厭氧平底反應(yīng)器工藝(以下稱為系統(tǒng)2)的處理效果圖；曲線c為兩個(gè)系統(tǒng)的進(jìn)水COD濃度。
[0050]系統(tǒng)I和系統(tǒng)2均在同樣的條件下運(yùn)行，在進(jìn)水COD濃度相同的情況下，起初系統(tǒng)I和系統(tǒng)2的COD的出水濃度相差不大，但隨著時(shí)間的推移，兩個(gè)系統(tǒng)的COD濃度均出現(xiàn)增長，進(jìn)入第三個(gè)月后，系統(tǒng)I和系統(tǒng)2的COD去除率達(dá)到峰值。但在往后的運(yùn)行中，系統(tǒng)I的COD去除率開始出現(xiàn)明顯回落，而系統(tǒng)2回落趨勢不明顯。
[0051]由此可見，進(jìn)入?yún)捬鯌腋∥锖扛叩那疤嵯?，系統(tǒng)I的布水系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的處理效果。在其他條件不變的前提下，系統(tǒng)2可以保證布水系統(tǒng)的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。
[0052]圖6所示的是系統(tǒng)I和系統(tǒng)2中有活性的污泥濃度(MLVSS)隨著時(shí)間的變化而變化。其中，曲線I代表系統(tǒng)I中的有活性的污泥濃度(MLVSS)隨著時(shí)間的變化而變化的曲線圖。曲線2代表系統(tǒng)2中的有活性的污泥濃度(MLVSS)隨著時(shí)間的變化而變化的曲線圖。系統(tǒng)I的有活性的污泥濃度(MLVSS)減少明顯，系統(tǒng)2的有活性的污泥濃度(MLVSS)基本維持在一個(gè)水平線上。這種變化的主要原因是厭氧進(jìn)水會(huì)攜帶如非活性的污泥和生物毒性物質(zhì)，使高效排泥的污泥活性性能得到有效保持，從而保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0053]以上現(xiàn)象說明上流式厭氧平底反應(yīng)器有利于形成降解效率高的顆粒污泥和高效降解區(qū)，從而保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0054]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種上流式厭氧平底反應(yīng)器，其特征在于，包括反應(yīng)罐、脈沖布水器、三相分離器、平板布水器、進(jìn)水管、出水管和排泥管； 所述脈沖布水器位于所述反應(yīng)罐的上方； 所述三相分離器和所述平板布水器均位于所述反應(yīng)罐的內(nèi)部，所述平板布水器位于所述三相分離器的下方； 所述進(jìn)水管依次穿過所述三相分離器和平板布水器，所述進(jìn)水管一端與所述脈沖布水器連接，另一端位于所述平板布水器下方； 所述平板布水器設(shè)有布水孔； 所述出水管位于所述三相分離器的上方并與所述反應(yīng)罐連接； 所述排泥管位于所述平板布水器的下方，并與所述反應(yīng)罐連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上流式厭氧平底反應(yīng)器，其特征在于，還包括污泥隔離器，所述污泥隔離器穿過所述平板布水器并分隔所述平板布水器，所述污泥隔離器一端位于所述平板布水器的上方，另一端位于所述平板布水器的下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的上流式厭氧平底反應(yīng)器，其特征在于，所述污泥隔離器由交叉的隔離板組成，所述隔離板的相交線穿過所述平板布水器的中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的上流式厭氧平底反應(yīng)器，其特征在于，所述隔離板相互垂直，所述隔離板平分所述平板布水器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的上流式厭氧平底反應(yīng)器，其特征在于，所述隔離板的數(shù)量為兩個(gè)，所述隔離板將所述平板布水器的下方分成第一污泥區(qū)、第二污泥區(qū)、第三污泥區(qū)和第四污泥區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的上流式厭氧平底反應(yīng)器，其特征在于，所述進(jìn)水管分別與所述第一、二、三、四污泥區(qū)連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的上流式厭氧平底反應(yīng)器，其特征在于，所述第一、二、三、四污泥區(qū)均設(shè)有排泥口，所述排泥口分別與所述排泥管連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上流式厭氧平底反應(yīng)器，其特征在于，所述平板布水器的開孔率為 0.25%-0.30%ο
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上流式厭氧平底反應(yīng)器，其特征在于，所述布水孔的孔徑為所述平板布水器直徑的0.2%-0.4%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的上流式厭氧平底反應(yīng)器，其特征在于，所述進(jìn)水管與所述排泥管均設(shè)有閥門。
【文檔編號】C02F3/28GK203668115SQ201420014756
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】胡奠新, 何炳均, 唐國棟, 黃勇超, 侖見強(qiáng), 謝溢明 申請人:廣州恒河環(huán)保發(fā)展有限公司