專利名稱：提高廢水處理效率的內(nèi)循環(huán)uasb反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及廢水處理設(shè)備，特別是利用強(qiáng)制內(nèi)循環(huán)提高廢水處理效率的一種提高廢水處理效率的內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
廢水的厭氧生物處理技術(shù)是指在厭氧條件下，兼性厭氧和厭氧微生物群體將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳的過(guò)程，又稱為厭氧消化。它具有容積負(fù)荷高、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、占地面積小、無(wú)需攪拌與曝氣、能耗低、剩余污泥少、生成可再生能源(CH4)等優(yōu)點(diǎn)。厭氧生物處理技術(shù)由于具有良好的去除效果和更高的反應(yīng)速率，在國(guó)內(nèi)外廢水處理中獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。上流式厭氧污泥床(或稱升流式厭氧污泥床Up-f low Anaerobic Sludge Bed，常簡(jiǎn)寫為UASB，本申請(qǐng)中均采用UASB，以下同)反應(yīng)器是一種典型的廢水厭氧生物處理技術(shù)， 自二十世紀(jì)70年代被發(fā)明以來(lái)，UASB反應(yīng)器主要用于處理高濃度有機(jī)廢水，近年來(lái)通過(guò)不斷改進(jìn)已經(jīng)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，已成為國(guó)內(nèi)外廢水厭氧處理的主要技術(shù)之一。傳統(tǒng)的UASB包括進(jìn)水和配水裝置、反應(yīng)器主體及顆粒污泥床、三相分離器、出水口和水封，UASB的主要處理過(guò)程為待處理的廢水經(jīng)過(guò)進(jìn)水和配水裝置進(jìn)入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器的底部，進(jìn)水有一定的上流速度，向上流經(jīng)由顆粒狀或絮狀污泥組成的污泥床，廢水與污泥床相接觸而發(fā)生厭氧反應(yīng)并產(chǎn)生沼氣(主要是甲烷和二氧化碳)，沼氣上升并引起污泥床擾動(dòng)并帶動(dòng)顆粒污泥或絮狀污泥上升，在三相分離器的作用下，顆粒污泥得以下降，回到污泥床區(qū)域，從而形成顆粒污泥的內(nèi)部循環(huán)，廢水經(jīng)過(guò)靜沉由出水口排出，所產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)三相分離器后經(jīng)水封被收集再利用。這種傳統(tǒng)的UASB反應(yīng)器在運(yùn)行中存在以下問(wèn)題1、對(duì)UASB反應(yīng)器內(nèi)pH值和溫度的調(diào)控能力差，且抗沖擊負(fù)荷能力較差。UASB 反應(yīng)器中有機(jī)物的分解主要分為三個(gè)階段水解階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段，分別由對(duì)應(yīng)的水解菌、產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌完成，其中水解和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸兩個(gè)階段的反應(yīng)是很快的，所以產(chǎn)甲烷階段的快慢決定了整個(gè)反應(yīng)過(guò)程的快慢，而產(chǎn)甲烷菌的最佳PH值為6. 5^7. 8，最佳溫度為35 40°C，一般情況下廢水難以滿足這些條件，這就要求廢水進(jìn)入 UASB反應(yīng)器之前需進(jìn)行酸度和溫度的精確調(diào)節(jié)，而這在實(shí)際運(yùn)行管理中是比較困難的。實(shí)際廢水進(jìn)水水質(zhì)往往波動(dòng)很大，但傳統(tǒng)的UASB抗沖擊負(fù)荷能力較差。2、在UASB容積負(fù)荷和進(jìn)水濃度一定的條件下，UASB的進(jìn)水量是確定的，這樣UASB 內(nèi)部的上升流速也是確定的，在上升流速較小的情況下反應(yīng)器內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)泥水混合不足、 容易出現(xiàn)死角的問(wèn)題；且上升流速較小在啟動(dòng)初期反應(yīng)器內(nèi)部污泥擾動(dòng)不夠充分，不利于細(xì)小的絮狀污泥的洗出及顆粒污泥的形成。3、在UASB啟動(dòng)初期，反應(yīng)器內(nèi)絮狀污泥較多，在三相分離器處容易產(chǎn)生浮渣，進(jìn)而三相分離器泥、水、氣的分離效果不好。因此，其改進(jìn)和創(chuàng)新勢(shì)在必行。發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本實(shí)用新型之目的就是提供一種提高廢水處理效率的內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器，可有效解決簡(jiǎn)單、低成本地調(diào)節(jié)反應(yīng)過(guò)程中的溫度和pH 值、快速獲得顆粒污泥、以及使泥水混合更充分，從而提高污水凈化處理效率的問(wèn)題。本實(shí)用新型解決的技術(shù)方案是，對(duì)現(xiàn)有的UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步改進(jìn)，包括反應(yīng)器本體、進(jìn)水泵、進(jìn)水管、出水管、分流板和集氣罩，反應(yīng)器本體內(nèi)從下到上為顆粒污泥床、集氣室和污泥沉淀區(qū)，顆粒污泥床底部設(shè)有進(jìn)水管，進(jìn)水泵經(jīng)進(jìn)水管與布水裝置相連，集氣室下沿反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)有污泥回流縫，集氣室上面有集氣罩，集氣罩連接有集氣管，集氣管與水封相連，集氣室上面有污泥沉淀區(qū)，集氣室下部有與回流泵相連的回流管， 回流泵與進(jìn)水管相連接，反應(yīng)器本體上有取樣管，污泥沉淀區(qū)上端外側(cè)有集水槽，集水槽下端設(shè)有出水管，反應(yīng)器本體內(nèi)壁上裝有分流板。本實(shí)用新型是通過(guò)在UASB反應(yīng)器內(nèi)三相分離器下方設(shè)置內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，將經(jīng)過(guò)污泥床處理后的廢水回流至進(jìn)水處，可以調(diào)節(jié)進(jìn)水PH值、溫度及COD濃度，使運(yùn)行操作條件更為可控并減小沖擊負(fù)荷對(duì)反應(yīng)器的影響；其次，內(nèi)回流的開(kāi)啟提高了反應(yīng)器內(nèi)部的上升流速，可使泥水混合更加充分，促進(jìn)顆粒污泥的形成；本實(shí)用新型廢水處理穩(wěn)定性更好、有機(jī)物去除率更高、啟動(dòng)時(shí)間更快。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖面主視圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說(shuō)明。由圖1所示，本實(shí)用新型包括反應(yīng)器本體、進(jìn)水泵、進(jìn)水管、出水管、分流板和集氣罩，反應(yīng)器本體17內(nèi)從下到上為顆粒污泥床4、集氣室11和污泥沉淀區(qū)13，顆粒污泥床底部設(shè)有進(jìn)水管2，進(jìn)水泵1經(jīng)進(jìn)水管2與布水裝置3相連，集氣室11下沿反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)有污泥回流縫12，集氣室11上面有集氣罩14，集氣罩14連接有集氣管15，集氣管15與水封 16相連，集氣室11上面有污泥沉淀區(qū)13，集氣室11下部有與回流泵7相連的回流管6，回流泵與進(jìn)水管2相連接，反應(yīng)器本體上有取樣管5，污泥沉淀區(qū)13上端外側(cè)有集水槽9，集水槽9下端設(shè)有出水管10，反應(yīng)器本體17內(nèi)壁上裝有分流板8。為了保證使用效果，所述的反應(yīng)器本體呈Φ350X 2600 mm的圓筒狀，集氣罩14底部與基準(zhǔn)水平面間的夾角為60°，分流板8上板與側(cè)壁夾角為30°，集氣室11下方回流管 6上端至進(jìn)水管2的距離a與回流管6上端至上方出水管10上端的距離b之比為6 7:1， 反應(yīng)器本體側(cè)壁上沿池深方向開(kāi)有多個(gè)上下排列的與取樣管5相連通的取樣口，最底部取樣管的管底與顆粒污泥床池底平接，最底部的第一個(gè)取樣管與上部的第二個(gè)取樣管間距為 100 mm，從第二個(gè)取樣管往上，每?jī)蓚€(gè)取樣管的間距均為500 mm，取樣管上、下共5個(gè)；進(jìn)水管、回流管和出水管直徑均為20 mm。由上述結(jié)構(gòu)可以看出，本實(shí)用新型是在上流式厭氧污泥反應(yīng)器內(nèi)三相分離器下方設(shè)置內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，使經(jīng)過(guò)污泥床處理后的廢水回流至進(jìn)水處，調(diào)節(jié)進(jìn)水水質(zhì)，并提升反應(yīng)器內(nèi)部的上升流速，進(jìn)而與反應(yīng)器內(nèi)部的顆粒污泥接觸并獲得處理，內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)為強(qiáng)制內(nèi)循環(huán)，外加泵將三相分離器下方的水抽至進(jìn)水處；所設(shè)置的內(nèi)回流管設(shè)于反應(yīng)器主體顆粒污泥床與三相分離器之間的空隙處，所回流的廢水回流至進(jìn)水與配水裝置之后的進(jìn)水管中， 內(nèi)循環(huán)回流比為可調(diào)整式，回流比50% 300%。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯著的技術(shù)效果1、內(nèi)回流的開(kāi)啟，可大大提高UASB反應(yīng)器對(duì)進(jìn)水pH值和溫度的適應(yīng)能力，對(duì)UASB 進(jìn)水的PH值和溫度僅做粗調(diào)即可；2、內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)在外加動(dòng)力的輔助下利用回流使反應(yīng)器的升流速度恒定，而恒定的升流速度可以保持污泥床穩(wěn)定的膨脹和攪動(dòng)，避免產(chǎn)生配水不均勻和溝流等現(xiàn)象，從而顯著提升泥水混合效率，有利于顆粒污泥的形成，改善厭氧生物處理效果；3、三相分離器內(nèi)泥水的回流，可避免液面浮渣的形成，降低三相分離器的泥水分離壓力，提高分離效率；4、可稀釋進(jìn)水COD濃度，提高耐沖擊力。
權(quán)利要求1.一種提高廢水處理效率的內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器，包括反應(yīng)器本體、進(jìn)水泵、進(jìn)水管、出水管、分流板和集氣罩，其特征在于，反應(yīng)器本體(17)內(nèi)從下到上為顆粒污泥床(4)、集氣室(11)和污泥沉淀區(qū)(13)，顆粒污泥床底部設(shè)有進(jìn)水管(2)，進(jìn)水泵(1)經(jīng)進(jìn)水管(2)與布水裝置(3)相連，集氣室(11)下沿反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)有污泥回流縫(12)，集氣室(11)上面有集氣罩(14)，集氣罩(14)連接有集氣管(15)，集氣管(15)與水封(16)相連，集氣室(11) 上面有污泥沉淀區(qū)(13)，集氣室(11)下部有與回流泵(7)相連的回流管(6)，回流泵與進(jìn)水管(2)相連接，反應(yīng)器本體上有取樣管(5)，污泥沉淀區(qū)(13)上端外側(cè)有集水槽(9)，集水槽(9)下端設(shè)有出水管(10)，反應(yīng)器本體(17)內(nèi)壁上裝有分流板(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高廢水處理效率的內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器，其特征在于，所述的反應(yīng)器本體呈Φ350Χ2600 mm的圓筒狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高廢水處理效率的內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器，其特征在于，所述的集氣罩(14)底部與基準(zhǔn)水平面間的夾角為60°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高廢水處理效率的內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器，其特征在于，所述的分流板(8)上板與側(cè)壁夾角為30°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高廢水處理效率的內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器，其特征在于，所述的集氣室(11)下方回流管(6)上端至進(jìn)水管(2)的距離a與回流管(6)上端至上方出水管(10)上端的距離b之比為6 7:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高廢水處理效率的內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器，其特征在于，所述的反應(yīng)器本體側(cè)壁上沿池深方向開(kāi)有多個(gè)上下排列的與取樣管(5)相連通的取樣口，最底部取樣管的管底與顆粒污泥床池底平接，最底部的第一個(gè)取樣管與上部的第二個(gè)取樣管間距為100 mm，從第二個(gè)取樣管往上，每?jī)蓚€(gè)取樣管的間距均為500 mm，取樣管上、下共5個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及提高廢水處理效率的內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器，可有效解決簡(jiǎn)單、低成本地調(diào)節(jié)反應(yīng)過(guò)程中的溫度和pH值、快速獲得顆粒污泥以及使泥水混合充分，提高污水凈化處理效率的問(wèn)題，其結(jié)構(gòu)是，反應(yīng)器本體內(nèi)從下到上為顆粒污泥床、集氣室和污泥沉淀區(qū)，顆粒污泥床底部設(shè)有進(jìn)水管，進(jìn)水泵經(jīng)進(jìn)水管與布水裝置相連，集氣室下沿反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)有污泥回流縫，集氣室上面的集氣罩連接集氣管，集氣管與水封相連，集氣室上面有污泥沉淀區(qū)，集氣室下部有與回流泵相連的回流管，回流泵與進(jìn)水管相連接，反應(yīng)器本體上有取樣管，污泥沉淀區(qū)上端外側(cè)的集水槽下端有出水管，反應(yīng)器本體內(nèi)壁上裝有分流板，本實(shí)用新型廢水處理穩(wěn)定性好、有機(jī)物去除率高、啟動(dòng)時(shí)間快。
文檔編號(hào)C02F3/28GK202246251SQ201120419089
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者吳連成, 孔德芳, 宋宏杰, 王惠英, 邵玉敏 申請(qǐng)人:鄭州大學(xué)