申请日2013.08.29
公开(公告)日2014.12.24
IPC分类号C02F3/28
摘要
本发明公开一种厌氧污泥床反应器及其处理有机废水的方法，包括一设置在该罐体式反应器内顶部的三相分离器，该三相分离器包括气液斜板分离模块和固液斜板分离模块组成，在固液斜板分离模块的顶部设有出水堰，两组斜板分离模块中间设有一块分隔挡板，废水经反应器供料泵泵入进水母管，然后通过布水分配器进入反应器，废水向上流动通过污泥床层与厌氧细菌发生生物反应后产生大量的沼气，混合液上升到气液界面时有大量的沼气从混合液中分离;脱出大部分沼气的混合液从气液斜板分离模块顶部进入气液斜板分离模块实现气液分离和部分的固液分离，沼气向上流动收集到反应器顶部，最终通过沼气管道送至沼气处理单元处理;进一步分离出气体的混合液接着进入固液斜板分离模块实现固液分离。本发明中三相分离器加工简单，模块较小，价格低廉，与现有的反应器相比有明显的优势。
权利要求书
1.一种厌氧污泥床反应器，包括一全封闭的罐体式反应器、均匀 设置在罐体式反应器底部分别通过进水母管与一反应器供料 泵连接的若干布水分配器、设置在罐体式反应器顶部的沼气 管口，其特征在于：还包括一设置在该罐体式反应器内顶部 的三相分离器，该三相分离器包括气液斜板分离模块和固液 斜板分离模块，固液斜板分离模块的顶部设有出水堰，该气 液斜板分离模块和固液斜板分离模块中间设有一块分隔挡 板，原水经所述反应器供料泵泵入进水母管，均匀分配给所 述布水分配器进入该罐体式反应器，污水向上流动通过污泥 床层与厌氧细菌发生生物反应后产生大量的沼气，混合液上 升到气液界面时大量沼气会从混合液中分离出来，在反应器 顶端的沼气收集区域收集，接着脱出大部分沼气的混合液则 会从气液斜板分离模块的顶部进入气液斜板分离模块，混合 液向下流动而沼气则上升到斜板的下表面实现气水分离，然 后顺着斜板向上流动进入沼气收集区域，实现进一步分离混 合液中夹带的沼气，同时在气液分离的过程中混合液中所夹 带的污泥也会同时沉降到斜板的上表面然后滑入污泥斗中; 分离出沼气和部分污泥的混合液然后又从固液斜板分离模块 的下部进入固液斜板分离模块，混合液向上流动而污泥则沉 淀到斜板的上表面后滑到污泥斗中，实现污泥和混合液的分 离。
2.根据权利要求1所述的厌氧污泥床反应器，其特征在于：最后 分离出沼气和污泥的混合液经所述出水堰进入出水管口排出 该反应器，污泥则收集在污泥斗，然后通过污泥排出缝回流 到污泥床，沼气则通过所述沼气管口送至沼气处理单元处 理。
3.根据权利要求2所述的厌氧污泥床反应器，其特征在于：所述 气液斜板分离模块和固液斜板分离模块中斜板间的间距设置 为80mm，斜板的倾斜角度设置为53-60度。
4.根据权利要求2或3所述的厌氧污泥床反应器，其特征在于： 所述布水分配器为六通道设计。
5.根据权利要求4所述的厌氧污泥床反应器，其特征在于:还包 括设置在反应器上的循环管路，废水从反应器上部的循环管 道经循环泵将水回流至进水母管与原水混合。
6.根据权利要求5所述的厌氧污泥床反应器，其特征在于：该反 应器上设置有安装压力变送器的压力变送器接口。
7.根据权利要求6所述的厌氧污泥床反应器，其特征在于：该反 应器上设置有污泥口、取样口和取样管道。
8.根据权利要求7所述的厌氧污泥床反应器，其特征在于：在所 述反应器的顶部设置有观察窗;在顶部和底部分别设置有人 孔;在底部设置有放空口。
9.一种利用权利要求8所述的厌氧污泥床反应器实现的处理有机 废水的方法，包括以下步骤：
1)废水经反应器供料泵泵入进水母管，然后通过布水分配器 进入反应器，废水向上流动通过污泥床层与厌氧细菌发生生 物反应后产生大量的沼气，混合液上升到气液界面时有大量 的沼气从混合液中分离，在反应器顶端的沼气收集区域收 集;
2)脱出大部分沼气的混合液从气液斜板分离模块顶部进入气 液斜板分离模块实现气液分离和部分的固液分离，沼气向上 流动收集到反应器顶部，最终通过沼气管口送至沼气处理单 元处理;
3)进一步分离出气体的混合液接着进入固液斜板分离模块实 现固液分离，实现气液和固液分离后的废水流经出水堰后进 入出水管口排出该反应器;
4)从气液和固液斜板分离模块分离出来的污泥则收集在污泥 斗区域然后通过污泥排出缝回流到污泥床。
说明书
一种厌氧污泥床反应器及其处理有机废水的方法
技术领域
本发明涉及一种厌氧污泥床反应器及其处理有机废水的方 法。
背景技术
目前，比较常用的高效厌氧处理系统有内循环式厌氧反应器(IC)、 厌氧上流污泥床-过滤器(UBF)和厌氧折流板反应器(ABR)及UASB反应 器等为代表的典型的第三代厌氧反应器。
内循环式厌氧反应器(Internal Circulation，简称IC)是由荷兰 Paques公司于20世纪80年代中期在UASB反应器的基础上开发成功的高效 厌氧反应器，IC反应器实际上是由底部和上部两个UASB反应器串联叠加而 成，包括4个不同的功能单元：混合部分、膨胀床部分、精处理部分和回 流部分。IC反应器具有以下特点：高径比较大，占地面积小，建设投资省; 有机负荷率高，液体上升流速大，水力停留时间短;出水稳定，耐冲击负 荷能力强;适用范围广，可处理低、中、高浓度废水及含有有毒物质的废 水。但存在的问题有1)不能使用絮状污泥，系统容易跑泥;2)IC反应器 的三相分离器加工精度要求很高，价格昂贵。
厌氧上流污泥床-过滤器(Upflow Blanket Filter，简称UBF)是加拿大 人Guiot于1984年在UASB和AF的基础上开发成功的新型复合式厌氧反应 器。该新型反应器可以充分发挥UASB和AF两种高效反应器的优点，是一 项极具开发应用价值的新型生物处理技术。其底部是高浓度颗粒污泥组成 的污泥床，上部是填料及其附着的生物膜组成的滤料层。UBF上部的填料 区，易发生污泥易于脱落，故其后需要接二沉池，用来维持系统的污泥浓 度。并且填料上附着的生物膜容易堵塞填料，将对向上运动的混合液造成 阻力，导致气、液、固三相难以分离。UBF需要特定的填料，价格比较昂 贵。
厌氧折流板反应器(ABR)是McCarty和Bachmann等于1982年提出的一 种新型高效厌氧反应器。其构造特点是：在反应器内沿水力流向设置多层 隔板，将反应器分隔成若干个串联的反应室，每个反应室都是一个先升流 后降流、类似厌氧污泥床的单元。ABR构造简单，不需要在反应池内设置 复杂的模块组件，对反应器的细部设计要求不高;但也存在不少问题，主 要是：1)为了保证一定的水流和产气上升速度，这就致使ABR反应器不能 太深，在同样的容积负荷下，占地面积较大，投资较大;2)ABR反应器进 水很难均匀分布，存在水力死角和生物死区;3)由于反应浓度从高到低逐 步递减，ABR反应器的第一隔室不得不承受远大于平均负荷的局部负荷， 无法抵抗冲击负荷，运行不稳定。
UASB反应器的上升流速通常为1-1.5m/h,UASB反应器内部的水力搅拌 效果很差，设计不好时常常会导致短流，因此设计负荷上不去，池容积要 比该反应器大。通常UASB反应器的设计负荷为6-8kgCOD/m3/d。
发明内容
本发明的目的是提出一种厌氧污泥床反应器及利用该反应器 实现的处理有机废水的方法，其可解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明可通过以下技术方案予以实现：
本发明的一种厌氧污泥床反应器，包括一全封闭的罐体式反应器、均 匀设置在罐体式反应器底部分别通过进水母管与一反应器供料泵连接的若 干布水分配器、设置在罐体式反应器顶部的沼气管口，还包括设置在该罐 体式反应器内顶部的三相分离器，该三相分离器包括气液斜板分离模块和 固液斜板分离模块组成，固液斜板分离模块的顶部设有出水堰，该两组斜 板分离模块中间设有一块分隔挡板，原水经所述反应器供料泵泵入进水母 管，均匀分配给所述布水分配器进入该罐体式反应器，污水向上流动通过 污泥床层与厌氧细菌发生生物反应后的混合液产生大量沼气，混合液上升 到气液界面时大量沼气会从混合液中分离出来，在反应器顶端的沼气收集 区域收集，接着脱出大部分沼气的混合液则会从气液斜板分离模块的顶部 进入气液斜板分离模块，混合液向下流动而沼气则上升到斜板的下表面实 现气水分离，然后顺着斜板向上流动进入沼气收集区域，实现进一步分离 混合液中夹带的沼气，同时在气液分离的过程中混合液中所夹带的污泥也 会同时沉降到斜板的上表面然后滑入污泥斗中，分离出沼气和部分污泥的 混合液然后又从固液斜板分离模块的下部进入固液斜板分离模块，混合液 向上流动而污泥则沉淀到斜板的上表面后滑到污泥斗中，实现污泥和混合 液的分离。
本发明中，最后分离出沼气和污泥的废水经出水堰进入出水管口排出 该反应器，污泥则收集在污泥斗，然后通过污泥排出缝回流到污泥床，沼 气则通过沼气管口送至沼气处理单元处理。
本发明中，所述气液斜板分离模块和固液斜板分离模块中斜板间的间 距设置为80mm，斜板的倾斜角度设置为53-60度。
本发明中，所述布水分配器为六通道设计。
本发明中，还包括有设置在反应器上的循环管路，废水从反应器上部 的循环管道经循环泵将水回流至进水母管与原水混合。
本发明中，该反应器上设置有安装压力变送器的压力变送器接口。
本发明中，该反应器上设置有污泥口、取样口和取样管道。
本发明中，在所述反应器的顶部设置有观察窗;在顶部和底部分别设 置有入孔;在底部设置有放空口。
为实现上述目的，本发明还提出一种利用上述的厌氧污泥床反应器实 现的处理有机废水的方法，包括以下步骤：
1)废水经反应器供料泵泵入进水母管，然后通过布水分配器进入反应 器，向上通过污泥床层与厌氧细菌发生生物反应后的混合液中产生大量的 沼气，混合液上升过程中有大量的沼气在反应器顶端的沼气收集区域收集;
2)脱出大部分沼气的混合液从气液斜板分离模块顶部进入气液斜板分 离模块实现气液分离和部分的固液分离，沼气向上流动收集到反应器顶部， 最终通过沼气管口送至沼气处理单元处理;
3)分离出气体的混合液进入固液斜板分离模块实现固液分离，实现气 液和固液分离后的水流经出水堰后进入出水管口排出该反应器;
4)从固液斜板分离模块分离出来的污泥则收集在污泥斗区域然后通过 污泥排出缝回流到污泥床。
由于采用以上方案，与IC反应器相比，本发明的厌氧污泥床反应器中 三相分离器加工简单，模块较小，价格低廉，所以，本发明的污泥床反应 器，可以完全应用于IC反应器处理污水，但含有高浓度悬浮物的污水则是 该反应器的优势所在;与其他厌氧反应器相比，本发明具有较大的高径比， 采用出水循环，具有较高的上升流速和容积负荷，占地面积小，节省投资， 并且采用新型的布水器设计，能够确保进水管道不易堵塞，原水通过进水 母管进行配水，然后通过支管进入布水器，布水器为六通道的设计，每个 通道的出口流速按照3m/s的流速进行设计，由于出口流速较大，反应器底 部的厌氧污泥与原水的混合的效果可以保证最佳的混合要求;故本发明与 其他反应器相比，具有明显的优势;同UBF厌氧反应器相比，无需填料， 也不需要二沉池，三相分离器可以很好的实现气、液、固三相的分离，从 而保证出水稳定;同UASB反应器相比，该反应器上升流速可以达到4-6m/h, 而UASB反应器的上升流速通常为1-1.5m/h,因此UASB反应器内部的水力 搅拌效果很差，设计不好时常常会导致短流，因此设计负荷上不去，池容 积要比该反应器大。通常UASB反应器的设计负荷为6-8kgCOD/m3/d,而该 反应器可以达到10-15kgCOD/m3/d。