申请日2011.10.28
公开(公告)日2012.05.30
IPC分类号C02F3/28
摘要
本实用新型涉及提高废水处理效率的内循环UASB反应器，可有效解决简单、低成本地调节反应过程中的温度和pH值、快速获得颗粒污泥以及使泥水混合充分，提高污水净化处理效率的问题，其结构是，反应器本体内从下到上为颗粒污泥床、集气室和污泥沉淀区，颗粒污泥床底部设有进水管，进水泵经进水管与布水装置相连，集气室下沿反应器本体内设有污泥回流缝，集气室上面的集气罩连接集气管，集气管与水封相连，集气室上面有污泥沉淀区，集气室下部有与回流泵相连的回流管，回流泵与进水管相连接，反应器本体上有取样管，污泥沉淀区上端外侧的集水槽下端有出水管，反应器本体内壁上装有分流板，本实用新型废水处理稳定性好、有机物去除率高、启动时间快。
权利要求书
1.一种提高废水处理效率的内循环UASB反应器，包括反应器本体、进水泵、进水管、出水管、分流板和集气罩，其特征在于，反应器本体(17)内从下到上为颗粒污泥床(4)、集气室(11)和污泥沉淀区(13)，颗粒污泥床底部设有进水管(2)，进水泵(1)经进水管(2)与布水装置(3)相连，集气室(11)下沿反应器本体内设有污泥回流缝(12)，集气室(11)上面有集气罩(14)，集气罩(14)连接有集气管(15)，集气管(15)与水封(16)相连，集气室(11)上面有污泥沉淀区(13)，集气室(11)下部有与回流泵(7)相连的回流管(6)，回流泵与进水管(2)相连接，反应器本体上有取样管(5)，污泥沉淀区(13)上端外侧有集水槽(9)，集水槽(9)下端设有出水管(10)，反应器本体(17)内壁上装有分流板(8)。
2.根据权利要求1所述的提高废水处理效率的内循环UASB反应器，其特征在于，所述的反应器本体呈Φ350×2600 mm的圆筒状。
3.根据权利要求1所述的提高废水处理效率的内循环UASB反应器，其特征在于，所述的集气罩(14)底部与基准水平面间的夹角为60°。
4.根据权利要求1所述的提高废水处理效率的内循环UASB反应器，其特征在于，所述的分流板(8)上板与侧壁夹角为30°。
5.根据权利要求1所述的提高废水处理效率的内循环UASB反应器，其特征在于，所述的集气室(11)下方回流管(6)上端至进水管(2)的距离a与回流管(6)上端至上方出水管(10)上端的距离b之比为6~7:1。
6.根据权利要求1所述的提高废水处理效率的内循环UASB反应器，其特征在于，所述的反应器本体侧壁上沿池深方向开有多个上下排列的与取样管(5)相连通的取样口，最底部取样管的管底与颗粒污泥床池底平接，最底部的第一个取样管与上部的第二个取样管间距为100 mm，从第二个取样管往上，每两个取样管的间距均为500 mm，取样管上、下共5个。
说明书
提高废水处理效率的内循环UASB反应器
技术领域
本实用新型涉及废水处理设备，特别是利用强制内循环提高废水处理效率的一种提高废水处理效率的内循环UASB反应器。
背景技术
废水的厌氧生物处理技术是指在厌氧条件下，兼性厌氧和厌氧微生物群体将有机物转化为甲烷和二氧化碳的过程，又称为厌氧消化。它具有容积负荷高、设备结构简单、运行维护方便、占地面积小、无需搅拌与曝气、能耗低、剩余污泥少、生成可再生能源(CH4)等优点。厌氧生物处理技术由于具有良好的去除效果和更高的反应速率，在国内外废水处理中获得越来越广泛的应用。
上流式厌氧污泥床(或称升流式厌氧污泥床Up-flow Anaerobic Sludge Bed，常简写为UASB，本申请中均采用UASB，以下同)反应器是一种典型的废水厌氧生物处理技术，自二十世纪70年代被发明以来，UASB反应器主要用于处理高浓度有机废水，近年来通过不断改进已经得到了长足发展，已成为国内外废水厌氧处理的主要技术之一。传统的UASB包括进水和配水装置、反应器主体及颗粒污泥床、三相分离器、出水口和水封，UASB的主要处理过程为：待处理的废水经过进水和配水装置进入UASB反应器的底部，进水有一定的上流速度，向上流经由颗粒状或絮状污泥组成的污泥床，废水与污泥床相接触而发生厌氧反应并产生沼气(主要是甲烷和二氧化碳)，沼气上升并引起污泥床扰动并带动颗粒污泥或絮状污泥上升，在三相分离器的作用下，颗粒污泥得以下降，回到污泥床区域，从而形成颗粒污泥的内部循环，废水经过静沉由出水口排出，所产生的沼气经过三相分离器后经水封被收集再利用。
这种传统的UASB反应器在运行中存在以下问题：
1、对UASB反应器内pH值和温度的调控能力差，且抗冲击负荷能力较差。UASB反应器中有机物的分解主要分为三个阶段：水解阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段，分别由对应的水解菌、产氢产酸菌和产甲烷菌完成，其中水解和产氢产乙酸两个阶段的反应是很快的，所以产甲烷阶段的快慢决定了整个反应过程的快慢，而产甲烷菌的最佳pH值为6.5~7.8，最佳温度为35~40℃，一般情况下废水难以满足这些条件，这就要求废水进入UASB反应器之前需进行酸度和温度的精确调节，而这在实际运行管理中是比较困难的。实际废水进水水质往往波动很大，但传统的UASB抗冲击负荷能力较差。
2、在UASB容积负荷和进水浓度一定的条件下，UASB的进水量是确定的，这样UASB内部的上升流速也是确定的，在上升流速较小的情况下反应器内部会出现泥水混合不足、容易出现死角的问题;且上升流速较小在启动初期反应器内部污泥扰动不够充分，不利于细小的絮状污泥的洗出及颗粒污泥的形成。
3、在UASB启动初期，反应器内絮状污泥较多，在三相分离器处容易产生浮渣，进而三相分离器泥、水、气的分离效果不好。因此，其改进和创新势在必行。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种提高废水处理效率的内循环UASB反应器，可有效解决简单、低成本地调节反应过程中的温度和pH值、快速获得颗粒污泥、以及使泥水混合更充分，从而提高污水净化处理效率的问题。
本实用新型解决的技术方案是，对现有的UASB反应器的基础上做进一步改进，包括反应器本体、进水泵、进水管、出水管、分流板和集气罩，反应器本体内从下到上为颗粒污泥床、集气室和污泥沉淀区，颗粒污泥床底部设有进水管，进水泵经进水管与布水装置相连，集气室下沿反应器本体内设有污泥回流缝，集气室上面有集气罩，集气罩连接有集气管，集气管与水封相连，集气室上面有污泥沉淀区，集气室下部有与回流泵相连的回流管，回流泵与进水管相连接，反应器本体上有取样管，污泥沉淀区上端外侧有集水槽，集水槽下端设有出水管，反应器本体内壁上装有分流板。
本实用新型是通过在UASB反应器内三相分离器下方设置内循环系统，将经过污泥床处理后的废水回流至进水处，可以调节进水pH值、温度及COD浓度，使运行操作条件更为可控并减小冲击负荷对反应器的影响;其次，内回流的开启提高了反应器内部的上升流速，可使泥水混合更加充分，促进颗粒污泥的形成;本实用新型废水处理稳定性更好、有机物去除率更高、启动时间更快。