專利名稱：旋轉(zhuǎn)式多切片厭氧生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種旋轉(zhuǎn)式多切片厭氧生物反應(yīng)器。
技術(shù)背景厭氧生物處理技術(shù)是在厭氧條件下，利用微生物的代謝作用，把有機(jī)污染 物轉(zhuǎn)化成二氧化碳和招氣，從而使污水凈化的過程。與好氧生物處理相比，厭 氧生物處理具有耗能小，污泥產(chǎn)量低，且能回收清潔能源(沼氣)的特點(diǎn)，是 實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的有效手段之一，應(yīng)用前景廣闊。隨著人們對(duì)厭氧生物過程認(rèn)識(shí)的深入以及對(duì)厭氧生物處理技術(shù)應(yīng)用的普 及，厭氧生物反應(yīng)器也得到了較好的開發(fā)。迄今，厭氧生物反應(yīng)器已發(fā)展至第 二代。第一代厭氧生物反應(yīng)器以普通厭氧消化池為代表，其基本特征是反應(yīng) 器呈全混合，沒有污泥循環(huán)，處理效率較低。第二代厭氧生物反應(yīng)器以升流式 厭氧污泥床(UASB)反應(yīng)器為代表，其基本特征是設(shè)有三相分離，污泥循環(huán)利用，處理效率較高。第三代厭氧生物反應(yīng)器以厭氧顆粒污泥膨脹床(EGSB)和 厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(IC)為代表，其基本特征是在一定程度上緩解了UASB反應(yīng) 器運(yùn)行中出現(xiàn)的短流問題，提高了反應(yīng)器的處理效率。但第三代厭氧生物反應(yīng) 器也有其固有的缺陷。例如，EGSB需要液體回流，不僅增加了動(dòng)力能耗，而且 使反應(yīng)器呈全混合，處理效能及出水水質(zhì)難以進(jìn)一步提高。IC反應(yīng)器在實(shí)現(xiàn)內(nèi) 循環(huán)前，易出現(xiàn)氣涌現(xiàn)象而導(dǎo)致短流，運(yùn)行控制比較困難。針對(duì)第三代厭氧生物反應(yīng)器的上述缺陷，本實(shí)用新型試圖通過在反應(yīng)器內(nèi) 設(shè)置旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器，通過復(fù)合切片單元對(duì)厭氧顆粒污泥團(tuán)的切割作 用，消除厭氧生物反應(yīng)器運(yùn)行中常見的氣涌現(xiàn)象，減輕氣涌引發(fā)短流造成的負(fù) 面影響，實(shí)現(xiàn)厭氧活性污泥區(qū)域化，保持有序的微生物生態(tài)分布，實(shí)現(xiàn)區(qū)段內(nèi) 厭氧活性污泥自動(dòng)循環(huán)，強(qiáng)化傳質(zhì)過程與基質(zhì)降解；通過對(duì)三相分離器的改進(jìn)， 在反應(yīng)器內(nèi)持留高濃度污泥，限制反應(yīng)器上下區(qū)段的返混，強(qiáng)化反應(yīng)器的處理 效能；通過三相分離器I室、泥氣提升管、三相分離器II室的作用，減輕沼氣上 逸所致短流的負(fù)面影響。試驗(yàn)證明，據(jù)此開發(fā)的新型厭氧生物反應(yīng)器能夠有效 遏制氣涌和短流現(xiàn)象，具有很好的厭氧處理效能，并具有很高的運(yùn)行穩(wěn)定性。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)式多切片厭氧生物反應(yīng)器。旋轉(zhuǎn)式多切片厭氧生物反應(yīng)器具有反應(yīng)器本體，在反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)有升流式反應(yīng)室、沉淀室、兩級(jí)沙漏狀三相分離器，反應(yīng)器本體殼體分上下兩個(gè)部分， 反應(yīng)器本體下殼體由升流式反應(yīng)室圓筒與漸擴(kuò)管組成，通過法蘭與反應(yīng)器本體 上殼體沉淀室圓筒相接，在反應(yīng)器本體下端設(shè)有進(jìn)水管，反應(yīng)器本體上端設(shè)有 沼氣收集管，升流式反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器，旋轉(zhuǎn)式多切片氣 涌消除器由中心桿和多個(gè)復(fù)合切片單元組成，升流式反應(yīng)室上設(shè)有沉淀室，沉 淀室內(nèi)設(shè)有兩級(jí)沙漏狀三相分離器，兩級(jí)沙漏狀三相分離器通過水平支撐板固 定在反應(yīng)器本體壁上，水平支撐板上設(shè)有出水折流擋板，在出水折流擋板處設(shè) 有出水管，在兩級(jí)沙漏狀三相分離器下沿設(shè)有污泥回流縫、排泥口，在反應(yīng)器 本體設(shè)多個(gè)取樣口。所述的旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器由固定在中心桿上，間隔距離為50 100 mm的5 10個(gè)復(fù)合切片單元組成，上下相鄰復(fù)合切片單元之間呈30。 50。錯(cuò)開， 相鄰復(fù)合切片單元之間的間距由下到上依次增大。旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器復(fù) 合切片單元由3 6塊切片組合而成，呈輻射狀均勻分布在一個(gè)圓周內(nèi)，單塊切片 長18 25mm，寬10 20mm，各切片與水平面的夾角為45° 70°。旋轉(zhuǎn)式多切 片氣涌消除器中心桿由帶有三個(gè)凹槽的細(xì)棒構(gòu)成，凹槽沿細(xì)棒橫截面均勻分布， 每個(gè)凹槽的橫截面呈三角形，凹槽深度2 5mm。兩級(jí)沙漏狀三相分離器設(shè)有三 相分離器I室、三相分離器II室，上、下兩室通過泥氣提升管相接，泥氣提升 管與三相分離器I室漸縮管之間的夾角Y為30° 50°，三相分離器II室漸擴(kuò)管與 水平支撐板之間的夾角P為40° 50°，三相分離器I室集氣罩下沿至液面的距離 a與液面至三相分離器II室下沿的距離b之比為4 6:1 2。升流式反應(yīng)室呈圓 筒狀，高徑比為7 10:1，升流式反應(yīng)室的橫截面積S,與沉淀室最大橫截面積 S2之比為l:4 6，與泥氣提升管的橫截面積S3之比為5 7:1。沉淀室體積與反 應(yīng)器總體積之比為0.5 1.0:2.4 2.7，外圓筒漸擴(kuò)管與基準(zhǔn)水平面的夾角a成 50° 70°，污泥回流縫間距為10 15mm。出水折流擋板呈圓筒形，內(nèi)徑40 70mm，高度40 50mm，出水折流擋板下沿深入液面20 30mm，在出水折流 擋板上高于液面10 15mm處設(shè)置l 4個(gè)通氣孔，孔徑5 10mm，出水管穿過 沉淀室外圓筒和出水折流擋板。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)1)所設(shè)置的旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器能有效地消除反 應(yīng)器運(yùn)行中發(fā)生的氣涌現(xiàn)象，很好地解決短流所致的負(fù)面效應(yīng)，使反應(yīng)器具有 優(yōu)質(zhì)出水；2)在升流式反應(yīng)室內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)厭氧活性污泥區(qū)域化，保持有序的微 生物生態(tài)分布，在旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器的兩個(gè)復(fù)合切片單元之間，可實(shí)現(xiàn) 區(qū)段內(nèi)厭氧活性污泥自動(dòng)循環(huán)，從而強(qiáng)化傳質(zhì)過程與基質(zhì)降解；3)所置兩級(jí)沙 漏狀三相分離器由I室和II室兩部分組成，構(gòu)成兩級(jí)(I級(jí)、II級(jí))三相分離系統(tǒng)， 能實(shí)現(xiàn)泥、水、氣的有效分離，I室設(shè)有集氣罩，能有效覆蓋整個(gè)反應(yīng)室橫截面
并有一定深度，可很好地收集由反應(yīng)室上逸的沼氣，避免氣流尾液中的污泥和 基質(zhì)直接流出反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)能持留高污泥濃度，隨出水流失的污泥較少， 使反應(yīng)器具有很高的效能和優(yōu)質(zhì)的出水；4)兩級(jí)沙漏狀三相分離器I室以泥氣提升管與三相分離器n室相連，經(jīng)過泥、水、氣分離，被帶至三相分離器n室的 泥和水可借助高位差返回反應(yīng)室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)污泥循環(huán)并強(qiáng)化基質(zhì)降解，緩解短流所致的負(fù)面影響，從而保證反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行；5)該反應(yīng)器具有很好的厭氧生物處理性能，能承受高進(jìn)水有機(jī)物濃度，具有高容積轉(zhuǎn)化效率和高容積產(chǎn)氣效率，強(qiáng)抗沖擊負(fù)荷能力。
附圖是高效厭氧生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；圖中進(jìn)水管1、升流式反應(yīng)室2、 中心桿3、復(fù)合切片單元4、取樣口5、排泥管6、污泥回流縫7、法蘭8、沉淀 室9、三相分離器I室IO、泥氣提升管ll、出水管12、出水折流擋板13、水平 支撐板14、三相分離器II室15、沼氣收集管16。
具體實(shí)施方式
如附圖所示，旋轉(zhuǎn)式多切片厭氧生物反應(yīng)器，其特征在于它具有反應(yīng)器本體，在反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)有升流式反應(yīng)室2、沉淀室9、兩級(jí)沙漏狀三相分離器， 反應(yīng)器本體殼體分上下兩個(gè)部分，反應(yīng)器本體下殼體由升流式反應(yīng)室2圓筒與 漸擴(kuò)管組成，通過法蘭8與反應(yīng)器本體上殼體沉淀室9圓筒相接，在反應(yīng)器本 體下端設(shè)有進(jìn)水管l，反應(yīng)器本體上端設(shè)有沼氣收集管16，升流式反應(yīng)室2內(nèi) 設(shè)有旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器，旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器由中心桿3和多個(gè)復(fù) 合切片單元4組成，升流式反應(yīng)室2上設(shè)有沉淀室9，沉淀室9內(nèi)設(shè)有兩級(jí)沙漏 狀三相分離器，兩級(jí)沙漏狀三相分離器通過水平支撐板14固定在反應(yīng)器本體壁 上，水平支撐板14上設(shè)有出水折流擋板13，在出水折流擋板13處設(shè)有出水管 12，在兩級(jí)沙漏狀三相分離器下沿設(shè)有污泥回流縫7、排泥口6，在反應(yīng)器本體 設(shè)多個(gè)取樣口 5。所述的旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器由固定在中心桿3上，間隔距離為50 100 mm的5 10個(gè)復(fù)合切片單元4組成，上下相鄰復(fù)合切片單元4之間呈30° 50° 錯(cuò)開，增強(qiáng)對(duì)氣涌現(xiàn)象的切割作用，相鄰復(fù)合切片單元之間的間距由下到上依 次增大，可消除氣涌現(xiàn)象。旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器復(fù)合切片單元4由3 6塊 切片組合而成，呈輻射狀均勻分布在一個(gè)圓周內(nèi)，單塊切片長18 25mm，寬 10 20mm，各切片與水平面的夾角為45° 70°。旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器中心 桿3由帶有三個(gè)凹槽的細(xì)棒構(gòu)成，凹槽沿細(xì)棒橫截面均勻分布，每個(gè)凹槽的橫 截面呈三角形，凹槽深度2 5mm。兩級(jí)沙漏狀三相分離器設(shè)有三相分離器I室 10、三相分離器ii室15，上、下兩室通過泥氣提升管11相接，泥氣提升管11 與三相分離器i室10漸縮管之間的夾角y為30° 50°，三相分離器ii室15漸擴(kuò) 管與水平支撐板14之間的夾角p為40° 50°，三相分離器I室10集氣罩下沿至 液面的距離a與液面至三相分離器II室15下沿的距離b之比為4 6:1 2。升 流式反應(yīng)室2呈圓筒狀，高徑比為7 10:1，升流式反應(yīng)室2的橫截面積S,與沉 淀室9最大橫截面積S2之比為1:4 6，與泥氣提升管11的橫截面積S3之比為5 7:1。沉淀室9體積與反應(yīng)器總體積之比為0.5 1.0:2.4 2.7，外圓筒漸擴(kuò)管與基 準(zhǔn)水平面的夾角a成50。 70。，污泥回流縫7間距為10 15mm。出水折流擋板 13呈圓筒形，內(nèi)徑40 70mm，高度40 50mm，出水折流擋板13下沿深入液 面20 30mm，在出水折流擋板13上高于液面10 15mm處設(shè)置1 4個(gè)通氣孔， 孔徑5 10mm，出水管12穿過沉淀室9外圓筒和出水折流擋板13。高效厭氧生物反應(yīng)器可有機(jī)玻璃和鋼板構(gòu)建。旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器位 于升流式反應(yīng)室內(nèi)部，沉淀室位于升流式反應(yīng)室的上方；兩級(jí)三相分離器由I室、n室組成，i室位于沉淀室的之中，n室位于沉淀室之上，i室與n室通過沼氣提升管連接而形成一個(gè)統(tǒng)一體，反應(yīng)器由法蘭將上下兩部分連接起來， 便于安裝和拆卸。接種污泥加至升流式反應(yīng)室中。廢水呈平推流由底部進(jìn)水管 進(jìn)入升流式反應(yīng)室，在升流式反應(yīng)室內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生沼氣，沼氣攜帶污泥上 涌，經(jīng)過多級(jí)復(fù)合切片單元的切割及其特殊結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的收縮效應(yīng)以及中心桿 凹槽的作用，沼氣與泥水實(shí)現(xiàn)分離。與沼氣分離后的厭氧活性污泥經(jīng)沉淀返回 至區(qū)段底部，從而消除氣涌現(xiàn)象，緩解短流所致的負(fù)面影響，并可實(shí)現(xiàn)厭氧活 性污泥區(qū)域化，保持有序的微生物生態(tài)分布，在旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器的兩 個(gè)復(fù)合切片單元之間，可實(shí)現(xiàn)區(qū)段內(nèi)厭氧活性污泥自動(dòng)循環(huán)，從而強(qiáng)化傳質(zhì)過 程與基質(zhì)降解。與泥水分離后的沼氣由兩級(jí)沙漏狀三相分離器I室的集氣罩收集，在兩級(jí)沙漏狀三相分離器I室內(nèi)實(shí)現(xiàn)泥、水、氣三相的第一級(jí)分離；通過 泥氣提升管的收縮和擴(kuò)張效應(yīng)，在兩級(jí)沙漏狀三相分離器II室內(nèi)實(shí)現(xiàn)泥、水、 氣三相的第二級(jí)分離，分離后泥水混合物經(jīng)泥氣提升管返回反應(yīng)室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)污 泥循環(huán)，保持高污泥濃度，并強(qiáng)化基質(zhì)降解，緩解短流所致的負(fù)面影響，從而 保證反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行。廢水局部區(qū)段內(nèi)呈混合狀態(tài)，整體上呈平推流流過升 流式反應(yīng)室，經(jīng)過污泥回流縫旁流至沉淀區(qū)，通過折流擋板的阻擋作用，可減 少污泥隨出水流失，沉淀污泥依靠重力從污泥回流縫返回升流式反應(yīng)室。出水 從折流擋板圍成的圓筒內(nèi)由出水管引出。反應(yīng)器產(chǎn)生的剩余活性污泥由排泥管 排出，以保持污泥量穩(wěn)定。
權(quán)利要求1.一種旋轉(zhuǎn)式多切片厭氧生物反應(yīng)器，其特征在于它具有反應(yīng)器本體，在反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)有升流式反應(yīng)室(2)、沉淀室(9)、兩級(jí)沙漏狀三相分離器，反應(yīng)器本體殼體分上下兩個(gè)部分，反應(yīng)器本體下殼體由升流式反應(yīng)室(2)圓筒與漸擴(kuò)管組成，通過法蘭(8)與反應(yīng)器本體上殼體沉淀室(9)圓筒相接，在反應(yīng)器本體下端設(shè)有進(jìn)水管(1)，反應(yīng)器本體上端設(shè)有沼氣收集管(16)，升流式反應(yīng)室(2)內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器，旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器由中心桿(3)和多個(gè)復(fù)合切片單元(4)組成，升流式反應(yīng)室(2)上設(shè)有沉淀室(9)，沉淀室(9)內(nèi)設(shè)有兩級(jí)沙漏狀三相分離器，兩級(jí)沙漏狀三相分離器通過水平支撐板(14)固定在反應(yīng)器本體壁上，水平支撐板(14)上設(shè)有出水折流擋板(13)，在出水折流擋板(13)處設(shè)有出水管(12)，在兩級(jí)沙漏狀三相分離器下沿設(shè)有污泥回流縫(7)、排泥口(6)，在反應(yīng)器本體設(shè)多個(gè)取樣口(5)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)式多切片厭氧生物反應(yīng)器，其特征在于 所述的旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器由固定在中心桿(3)、間隔距離為50 100 mm 的5 10個(gè)復(fù)合切片單元(4)組成，上下相鄰復(fù)合切片單元(4)之間呈30° 50°錯(cuò) 開，相鄰復(fù)合切片單元之間的間距由下到上依次增大。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)式多切片厭氧生物反應(yīng)器，其特征在于 所述的旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器復(fù)合切片單元(4)由3 6塊切片組合而成，呈輻 射狀均勻分布在一個(gè)圓周內(nèi)，單塊切片長18 25mm，寬10 20mm，各切片與 水平面的夾角為45。 70°。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)式多切片厭氧生物反應(yīng)器，其特征在于 所述的旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器中心桿(3)由帶有三個(gè)凹槽的細(xì)棒構(gòu)成，凹槽沿 細(xì)棒橫截面均勻分布，每個(gè)凹槽的橫截面呈三角形，凹槽深度2 5mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)式多切片厭氧生物反應(yīng)器，其特征在于 所述的兩級(jí)沙漏狀三相分離器設(shè)有三相分離器I室(10)、三相分離器II室(15)， 上、下兩室通過泥氣提升管(ll)相接，泥氣提升管(11)與三相分離器I室(10灘 縮管之間的夾角Y為30。 50。，三相分離器II室(15)漸擴(kuò)管與水平支撐板(14) 之間的夾角p為40。 50°,三相分離器I室(10)集氣罩下沿至液面的距離a與液 面至三相分離器II室(15)下沿的距離b之比為4 6:1 2。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)式多切片厭氧生物反應(yīng)器，其特征在于: 所述的升流式反應(yīng)室(2)呈圓筒狀，高徑比為7 10:1，升流式反應(yīng)室(2)的橫截面 積Si與沉淀室(9)最大橫截面積S2之比為1:4 6，與泥氣提升管(ll)的橫截面積S3之比為5 7:1。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)式多切片厭氧生物反應(yīng)器，其特征在于-所述的沉淀室(9)體積與反應(yīng)器總體積之比為0.5 1.0:2.4 2.7，外圓筒漸擴(kuò)管與 基準(zhǔn)水平面的夾角01成50° 70°，污泥回流縫(7)間距為10 15mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)式多切片厭氧生物反應(yīng)器，其特征在于: 所述的出水折流擋板(13)呈圓筒形，內(nèi)徑40 70mm，高度40 50mm，出水折 流擋板(13)下沿深入液面20 30mm，在出水折流擋板(13)上高于液面10 15mm 處設(shè)置1 4個(gè)通氣孔，孔徑5 10mm，出水管(12)穿過沉淀室(9)外圓筒和出水 折流擋板(13)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種旋轉(zhuǎn)式多切片厭氧生物反應(yīng)器。它具有反應(yīng)器本體，在反應(yīng)器本體下端設(shè)有進(jìn)水管和升流式反應(yīng)室，升流式反應(yīng)室內(nèi)部設(shè)有旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器，升流式反應(yīng)室上端設(shè)有沉淀室和兩級(jí)沙漏狀三相分離器，沉淀室內(nèi)設(shè)有出水折流擋板。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)1)所設(shè)置的旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器能有效消除反應(yīng)器運(yùn)行中發(fā)生的氣涌現(xiàn)象，緩解短流所致的負(fù)面效應(yīng)，反應(yīng)器具有優(yōu)質(zhì)出水；2)在升流式反應(yīng)室內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)厭氧活性污泥區(qū)域化，保持有序的微生物生態(tài)分布，在旋轉(zhuǎn)式多切片氣涌消除器的兩個(gè)復(fù)合切片單元之間，可實(shí)現(xiàn)區(qū)段內(nèi)厭氧活性污泥自動(dòng)循環(huán)，從而強(qiáng)化傳質(zhì)過程與基質(zhì)降解；3)該反應(yīng)器能承受高進(jìn)水有機(jī)物濃度，具有強(qiáng)抗沖擊負(fù)荷能力。
文檔編號(hào)C02F3/28GK201049910SQ20072010618
公開日2008年4月23日 申請(qǐng)日期2007年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月2日
發(fā)明者唐崇儉, 胡寶蘭, 平 鄭, 陳建偉 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)