申請日2013.08.29

　　公開(公告)日2013.11.27

　　IPC分類號C02F3/28

　　摘要

　　本發(fā)明公開一種厭氧污泥床反應(yīng)器及其處理有機廢水的方法，包括一設(shè)置在該罐體式反應(yīng)器內(nèi)頂部的三相分離器，該三相分離器包括氣液斜板分離模塊和固液斜板分離模塊組成，在固液斜板分離模塊的頂部設(shè)有出水堰，兩組斜板分離模塊中間設(shè)有一塊分隔擋板，廢水經(jīng)反應(yīng)器供料泵泵入進水母管，然后通過布水分配器進入反應(yīng)器，廢水向上流動通過污泥床層與厭氧細菌發(fā)生生物反應(yīng)后產(chǎn)生大量的沼氣，混合液上升到氣液界面時有大量的沼氣從混合液中分離;脫出大部分沼氣的混合液從氣液斜板分離模塊頂部進入氣液斜板分離模塊實現(xiàn)氣液分離和部分的固液分離，沼氣向上流動收集到反應(yīng)器頂部，最終通過沼氣管道送至沼氣處理單元處理;進一步分離出氣體的混合液接著進入固液斜板分離模塊實現(xiàn)固液分離。本發(fā)明中三相分離器加工簡單，模塊較小，價格低廉，與現(xiàn)有的反應(yīng)器相比有明顯的優(yōu)勢。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種厭氧污泥床反應(yīng)器，包括一全封閉的罐體式反應(yīng)器、均勻 設(shè)置在罐體式反應(yīng)器底部分別通過進水母管與一反應(yīng)器供料 泵連接的若干布水分配器、設(shè)置在罐體式反應(yīng)器頂部的沼氣管 口，其特征在于：還包括一設(shè)置在該罐體式反應(yīng)器內(nèi)頂部的三 相分離器，該三相分離器包括氣液斜板分離模塊和固液斜板分 離模塊組成，固液斜板分離模塊的頂部設(shè)有出水堰，該兩組斜 板分離模塊中間設(shè)有一塊分隔擋板，原水經(jīng)所述反應(yīng)器供料泵 泵入進水母管，均勻分配給所述布水分配器進入該罐體式反應(yīng) 器，污水向上流動通過污泥床層與厭氧細菌發(fā)生生物反應(yīng)后產(chǎn) 生大量的沼氣，混合液上升到氣液界面時大量沼氣會從混合液 中分離出來，在反應(yīng)器頂端的沼氣收集區(qū)域收集，接著脫出大 部分沼氣的混合液則會從氣液斜板分離模塊的頂部進入氣液 斜板分離模塊，混合液向下流動而沼氣則上升到斜板的下表面 實現(xiàn)氣水分離，然后順著斜板向上流動進入沼氣收集區(qū)域，實 現(xiàn)進一步分離混合液中夾帶的沼氣，同時在氣液分離的過程 中混合液中所夾帶的污泥也會同時沉降到斜板的上表面然后 滑入污泥斗中;分離出沼氣和部分污泥的混合液然后又從固液 斜板分離模塊的下部進入固液斜板分離模塊，混合液向上流動 而污泥則沉淀到斜板的上表面后滑到污泥斗中，實現(xiàn)污泥和混 合液的分離。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧污泥床反應(yīng)器，其特征在于：最后 分離出沼氣和污泥的混合液經(jīng)所述出水堰進入出水管口排出 該反應(yīng)器，污泥則收集在污泥斗，然后通過污泥排出縫回流 到污泥床，沼氣則通過所述沼氣管口送至沼氣處理單元處理。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的厭氧污泥床反應(yīng)器，其特征在于：所述 氣液斜板分離模塊和固液斜板分離模塊中斜板間的間距設(shè)置 為80mm，斜板的傾斜角度設(shè)置為53-60度。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的厭氧污泥床反應(yīng)器，其特征在于： 所述布水分配器為六通道設(shè)計。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的厭氧污泥床反應(yīng)器，其特征在于:還包 括設(shè)置在反應(yīng)器上的循環(huán)管路，廢水從反應(yīng)器上部的循環(huán)管道 經(jīng)循環(huán)泵將水回流至進水母管與原水混合。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的厭氧污泥床反應(yīng)器，其特征在于：該反 應(yīng)器上設(shè)置有安裝壓力變送器的壓力變送器接口。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的厭氧污泥床反應(yīng)器，其特征在于：該反 應(yīng)器上設(shè)置有污泥口、取樣口和取樣管道。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的厭氧污泥床反應(yīng)器，其特征在于：在所 述反應(yīng)器的頂部設(shè)置有觀察窗;在頂部和底部分別設(shè)置有入孔; 在底部設(shè)置有放空口。

　　9.一種利用權(quán)利要求8所述的厭氧污泥床反應(yīng)器實現(xiàn)的處理有機 廢水的方法，包括以下步驟：

　　1)廢水經(jīng)反應(yīng)器供料泵泵入進水母管，然后通過布水分配器 進入反應(yīng)器，廢水向上流動通過污泥床層與厭氧細菌發(fā)生生物 反應(yīng)后產(chǎn)生大量的沼氣，混合液上升到氣液界面時有大量的沼 氣從混合液中分離，在反應(yīng)器頂端的沼氣收集區(qū)域收集;

　　2)脫出大部分沼氣的混合液從氣液斜板分離模塊頂部進入氣 液斜板分離模塊實現(xiàn)氣液分離和部分的固液分離，沼氣向上流 動收集到反應(yīng)器頂部，最終通過沼氣管口送至沼氣處理單元處 理;

　　3)進一步分離出氣體的混合液接著進入固液斜板分離模塊實 現(xiàn)固液分離，實現(xiàn)氣液和固液分離后的廢水流經(jīng)出水堰后進入 出水管口排出該反應(yīng)器;

　　4)從氣液和固液斜板分離模塊分離出來的污泥則收集在污泥 斗區(qū)域然后通過污泥排出縫回流到污泥床。

　　說明書

　　一種厭氧污泥床反應(yīng)器及其處理有機廢水的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種厭氧污泥床反應(yīng)器及其處理有機廢水的方 法。

　　背景技術(shù)

　　目前，比較常用的高效厭氧處理系統(tǒng)有內(nèi)循環(huán)式厭氧反應(yīng)器(IC)、 厭氧上流污泥床-過濾器(UBF)和厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)及UASB反應(yīng) 器等為代表的典型的第三代厭氧反應(yīng)器。

　　內(nèi)循環(huán)式厭氧反應(yīng)器(Internal Circulation，簡稱IC)是由荷蘭 Paques公司于20世紀(jì)80年代中期在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上開發(fā)成功的高效 厭氧反應(yīng)器，IC反應(yīng)器實際上是由底部和上部兩個UASB反應(yīng)器串聯(lián)疊加而 成，包括4個不同的功能單元：混合部分、膨脹床部分、精處理部分和回 流部分。IC反應(yīng)器具有以下特點：高徑比較大，占地面積小，建設(shè)投資省; 有機負荷率高，液體上升流速大，水力停留時間短;出水穩(wěn)定，耐沖擊負 荷能力強;適用范圍廣，可處理低、中、高濃度廢水及含有有毒物質(zhì)的廢 水。但存在的問題有1)不能使用絮狀污泥，系統(tǒng)容易跑泥;2)IC反應(yīng)器 的三相分離器加工精度要求很高，價格昂貴。

　　厭氧上流污泥床-過濾器(Upflow Blanket Filter，簡稱UBF)是加拿大 人Guiot于1984年在UASB和AF的基礎(chǔ)上開發(fā)成功的新型復(fù)合式厭氧反應(yīng) 器。該新型反應(yīng)器可以充分發(fā)揮UASB和AF兩種高效反應(yīng)器的優(yōu)點，是一 項極具開發(fā)應(yīng)用價值的新型生物處理技術(shù)。其底部是高濃度顆粒污泥組成 的污泥床，上部是填料及其附著的生物膜組成的濾料層。UBF上部的填料 區(qū)，易發(fā)生污泥易于脫落，故其后需要接二沉池，用來維持系統(tǒng)的污泥濃 度。并且填料上附著的生物膜容易堵塞填料，將對向上運動的混合液造成 阻力，導(dǎo)致氣、液、固三相難以分離。UBF需要特定的填料，價格比較昂 貴。

　　厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)是McCarty和Bachmann等于1982年提出的一 種新型高效厭氧反應(yīng)器。其構(gòu)造特點是：在反應(yīng)器內(nèi)沿水力流向設(shè)置多層 隔板，將反應(yīng)器分隔成若干個串聯(lián)的反應(yīng)室，每個反應(yīng)室都是一個先升流 后降流、類似厭氧污泥床的單元。ABR構(gòu)造簡單，不需要在反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置 復(fù)雜的模塊組件，對反應(yīng)器的細部設(shè)計要求不高;但也存在不少問題，主 要是：1)為了保證一定的水流和產(chǎn)氣上升速度，這就致使ABR反應(yīng)器不能 太深，在同樣的容積負荷下，占地面積較大，投資較大;2)ABR反應(yīng)器進 水很難均勻分布，存在水力死角和生物死區(qū);3)由于反應(yīng)濃度從高到低逐 步遞減，ABR反應(yīng)器的第一隔室不得不承受遠大于平均負荷的局部負荷， 無法抵抗沖擊負荷，運行不穩(wěn)定。

　　UASB反應(yīng)器的上升流速通常為1-1.5m/h,UASB反應(yīng)器內(nèi)部的水力攪拌 效果很差，設(shè)計不好時常常會導(dǎo)致短流，因此設(shè)計負荷上不去，池容積要 比該反應(yīng)器大。通常UASB反應(yīng)器的設(shè)計負荷為6-8kgCOD/m3/d。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是提出一種厭氧污泥床反應(yīng)器及利用該反應(yīng)器 實現(xiàn)的處理有機廢水的方法，其可解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

　　為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

　　本發(fā)明的一種厭氧污泥床反應(yīng)器，包括一全封閉的罐體式反應(yīng)器、均 勻設(shè)置在罐體式反應(yīng)器底部分別通過進水母管與一反應(yīng)器供料泵連接的若 干布水分配器、設(shè)置在罐體式反應(yīng)器頂部的沼氣管口，還包括設(shè)置在該罐 體式反應(yīng)器內(nèi)頂部的三相分離器，該三相分離器包括氣液斜板分離模塊和 固液斜板分離模塊組成，固液斜板分離模塊的頂部設(shè)有出水堰，該兩組斜 板分離模塊中間設(shè)有一塊分隔擋板，原水經(jīng)所述反應(yīng)器供料泵泵入進水母 管，均勻分配給所述布水分配器進入該罐體式反應(yīng)器，污水向上流動通過 污泥床層與厭氧細菌發(fā)生生物反應(yīng)后的混合液產(chǎn)生大量沼氣，混合液上升 到氣液界面時大量沼氣會從混合液中分離出來，在反應(yīng)器頂端的沼氣收集 區(qū)域收集，接著脫出大部分沼氣的混合液則會從氣液斜板分離模塊的頂部 進入氣液斜板分離模塊，混合液向下流動而沼氣則上升到斜板的下表面實 現(xiàn)氣水分離，然后順著斜板向上流動進入沼氣收集區(qū)域，實現(xiàn)進一步分離 混合液中夾帶的沼氣，同時在氣液分離的過程中混合液中所夾帶的污泥也 會同時沉降到斜板的上表面然后滑入污泥斗中，分離出沼氣和部分污泥的 混合液然后又從固液斜板分離模塊的下部進入固液斜板分離模塊，混合液 向上流動而污泥則沉淀到斜板的上表面后滑到污泥斗中，實現(xiàn)污泥和混合 液的分離。

　　本發(fā)明中，最后分離出沼氣和污泥的廢水經(jīng)出水堰進入出水管口排出 該反應(yīng)器，污泥則收集在污泥斗，然后通過污泥排出縫回流到污泥床，沼 氣則通過沼氣管口送至沼氣處理單元處理。

　　本發(fā)明中，所述氣液斜板分離模塊和固液斜板分離模塊中斜板間的間 距設(shè)置為80mm，斜板的傾斜角度設(shè)置為53-60度。

　　本發(fā)明中，所述布水分配器為六通道設(shè)計。

　　本發(fā)明中，還包括有設(shè)置在反應(yīng)器上的循環(huán)管路，廢水從反應(yīng)器上部 的循環(huán)管道經(jīng)循環(huán)泵將水回流至進水母管與原水混合。

　　本發(fā)明中，該反應(yīng)器上設(shè)置有安裝壓力變送器的壓力變送器接口。

　　本發(fā)明中，該反應(yīng)器上設(shè)置有污泥口、取樣口和取樣管道。

　　本發(fā)明中，在所述反應(yīng)器的頂部設(shè)置有觀察窗;在頂部和底部分別設(shè) 置有入孔;在底部設(shè)置有放空口。

　　為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出一種利用上述的厭氧污泥床反應(yīng)器實 現(xiàn)的處理有機廢水的方法，包括以下步驟：

　　1)廢水經(jīng)反應(yīng)器供料泵泵入進水母管，然后通過布水分配器進入反應(yīng) 器，向上通過污泥床層與厭氧細菌發(fā)生生物反應(yīng)后的混合液中產(chǎn)生大量的 沼氣，混合液上升過程中有大量的沼氣在反應(yīng)器頂端的沼氣收集區(qū)域收集;

　　2)脫出大部分沼氣的混合液從氣液斜板分離模塊頂部進入氣液斜板分 離模塊實現(xiàn)氣液分離和部分的固液分離，沼氣向上流動收集到反應(yīng)器頂部， 最終通過沼氣管口送至沼氣處理單元處理;

　　3)分離出氣體的混合液進入固液斜板分離模塊實現(xiàn)固液分離，實現(xiàn)氣 液和固液分離后的水流經(jīng)出水堰后進入出水管口排出該反應(yīng)器;

　　4)從固液斜板分離模塊分離出來的污泥則收集在污泥斗區(qū)域然后通過 污泥排出縫回流到污泥床。

　　由于采用以上方案，與IC反應(yīng)器相比，本發(fā)明的厭氧污泥床反應(yīng)器中 三相分離器加工簡單，模塊較小，價格低廉，所以，本發(fā)明的污泥床反應(yīng) 器，可以完全應(yīng)用于IC反應(yīng)器處理污水，但含有高濃度懸浮物的污水則是 該反應(yīng)器的優(yōu)勢所在;與其他厭氧反應(yīng)器相比，本發(fā)明具有較大的高徑比， 采用出水循環(huán)，具有較高的上升流速和容積負荷，占地面積小，節(jié)省投資， 并且采用新型的布水器設(shè)計，能夠確保進水管道不易堵塞，原水通過進水 母管進行配水，然后通過支管進入布水器，布水器為六通道的設(shè)計，每個 通道的出口流速按照3m/s的流速進行設(shè)計，由于出口流速較大，反應(yīng)器底 部的厭氧污泥與原水的混合的效果可以保證最佳的混合要求;故本發(fā)明與 其他反應(yīng)器相比，具有明顯的優(yōu)勢;同UBF厭氧反應(yīng)器相比，無需填料， 也不需要二沉池，三相分離器可以很好的實現(xiàn)氣、液、固三相的分離，從 而保證出水穩(wěn)定;同UASB反應(yīng)器相比，該反應(yīng)器上升流速可以達到4-6m/h, 而UASB反應(yīng)器的上升流速通常為1-1.5m/h,因此UASB反應(yīng)器內(nèi)部的水力 攪拌效果很差，設(shè)計不好時常常會導(dǎo)致短流，因此設(shè)計負荷上不去，池容 積要比該反應(yīng)器大。通常UASB反應(yīng)器的設(shè)計負荷為6-8kgCOD/m3/d,而該 反應(yīng)器可以達到10-15kgCOD/m3/d。