專利名稱：雙路循環(huán)全混式厭氧反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及種雙路循環(huán)全混式厭氧反應(yīng)器，屬于厭氧生物處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
要提高厭氧生物處理的效果，除了要提供給微生物一個良好的生長環(huán)境外，保持 反應(yīng)器內(nèi)的高污泥濃度，維持良好的傳質(zhì)效果也是關(guān)鍵要素。以厭氧接觸工藝為代表的第 一代厭氧反應(yīng)器，污泥停留時間(SRT)和水力停留時間(HRT)大體相同，反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度 較低。如果想達到較好的處理效果，廢水在反應(yīng)器內(nèi)通常要停留幾天到幾十天之久。而以 升流式厭氧污泥床反應(yīng)器廢水厭氧生物處理技術(shù)(USAB)藝為代表的第二代厭氧反應(yīng)器， 依靠顆粒污泥的形成和三相分離器的作用，使得污泥在反應(yīng)器中滯留，實現(xiàn)了 SRT > HRT, 從而提高了反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度，但是反應(yīng)器的傳質(zhì)過程并不理想。要改善傳質(zhì)效果，最有效 的方法就是提高表面水力負荷和表面產(chǎn)氣負荷。為此國內(nèi)國外的專家進行了大量的研究與 工程實踐，取得了很多技術(shù)成果。但在某些厭氧處理領(lǐng)域，如酒精糟液處理、畜牧養(yǎng)殖場糞便處理、秸稈沼氣工程 中，由于物料特性的一些限制，國內(nèi)外很多的高效厭氧反應(yīng)器都很難得到應(yīng)用，或者應(yīng)用了 也體現(xiàn)不出處理效果，究其原因，不外乎以下幾個方面1、發(fā)酵物本身特性以酒精廢水全糟厭氧發(fā)酵處理為例，由于高的懸浮物濃度，懸 浮物(SS)彡35000mg/L，應(yīng)用UASB或內(nèi)循環(huán)式厭氧反應(yīng)器(IC)，顆粒污泥膨脹床(EGSB) 等反應(yīng)器直接處理，處理效果都不能達到反應(yīng)器的設(shè)計要求。國內(nèi)通行的措施是為了適應(yīng) 反應(yīng)器的進水要求，在進料前采取分離措施，把分離出的固形物外賣，分離后的液體進厭氧 反應(yīng)器處理。這在單純的污水處理工程中是合適的，但由此產(chǎn)生一個問題，在以能源回收為 主的工程中是得不償失的，分離后的沼氣產(chǎn)量會減少三分之一左右。2、反應(yīng)器條件限制以養(yǎng)殖場大型沼氣工程為例，現(xiàn)在普遍使用的反應(yīng)器是 UASB、升流式固體反應(yīng)器(USR)，完全混合厭氧反應(yīng)器(CSTR)，采用UASB反應(yīng)器后反應(yīng)器的 傳質(zhì)效果不理想，采用USR與CSTR反應(yīng)器后物料停留時間很長，單純機械攪拌或水力攪拌 動力過大，總?cè)莘e負荷過小，產(chǎn)氣率很低。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種雙路循環(huán)全混式厭氧反應(yīng)器，以克服傳統(tǒng)厭氧反 應(yīng)器存在的高流速下污泥流失問題、不耐懸浮物問題、攪拌動力過大問題、布料不均勻問 題、除浮渣問題、安全防護等不足。雙路循環(huán)全混式厭氧反應(yīng)器主要包括反應(yīng)器主體，進料裝置，循環(huán)攪拌裝置，排 污裝置，安全防護裝置，出水裝置，加熱裝置，檢測控制裝置，和沼氣收集裝置等組成。整個厭氧反應(yīng)器為圓柱形鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用半地下設(shè)計，反應(yīng)器底 部埋入地下。其中，所述的反應(yīng)器主體是一個完整的圓柱形封閉罐，由罐體與罐頂封頭組成；反
3應(yīng)器的其他組成裝置依托于該反應(yīng)器主體中。其中，所述的進料裝置采用旋流進料方式，進料裝置包括水泵吸水管，循環(huán)進料 泵，布料分配器，布料管和切換閥門。水泵吸水管位于反應(yīng)器罐體下部，與外部水解酸化池 相連接，將料液泵入反應(yīng)器罐體內(nèi)；循環(huán)進料泵通過切換閥門與水泵吸水管相連接；布料 分配器通過切換閥門與布料管相連接。其中，所述的循環(huán)攪拌裝置包括內(nèi)循環(huán)攪拌裝置和外循環(huán)攪拌裝置；兩套循環(huán)攪 拌裝置結(jié)合起來對物料進行攪拌，以內(nèi)循環(huán)攪拌為主，外循環(huán)攪拌為輔。內(nèi)循環(huán)攪拌裝置包括導流罩，下段集氣室，上段集氣集渣室，沼液氣提管，氣液分 離器，沼氣管，料液回流分配器等。導流罩位于反應(yīng)器罐體中部，所述下段集氣室置于導流 罩上方，與導流罩相連接；上段集氣集渣室置于下段集氣室上方，與下段集氣室相連接；氣 液分離器位于上段集氣集渣室上方，與上段集氣集渣室相連接；沼液氣提管安插于上段集 氣集渣室和氣液分離器中；沼氣管位于反應(yīng)器罐體頂部；料液回流分配器垂直置于反應(yīng)器 罐體中央，從上至下依次貫穿氣液分離器、上段集氣集渣室和下段集氣室，直達罐體底部。外循環(huán)攪拌裝置包括吸渣喇叭口，沼液沼渣回流管；沼渣沼液回流管一端置于 上段集氣集渣室中，另一端與循環(huán)進料泵相連接；吸渣喇叭口設(shè)置于所述上段集氣集渣室 中的沼渣沼液回流管的末端。其中，所述的排污裝置包括排污收集管和環(huán)形排渣管；環(huán)形排渣管沿罐體外壁 環(huán)繞設(shè)置，并均分布有多個吸泥口，吸泥口開口于管道下方；所述排污收集管一端與環(huán)形排 污管相連接，另一端與外部集渣池相連接，將排污收集管收集的沼渣排出反應(yīng)器外的集渣 池。其中，所述的出水裝置為一出水管，該出水管一端與反應(yīng)器罐體相連接，一端連接 外部，將出水排出反應(yīng)器。其中，所述的安全防護裝置包括正壓保護裝置，負壓保護裝置，沼氣排空裝置，和 防雷接地裝置等。其中，沼氣排空裝置為沼氣放空管。所述安全防護裝置都位于反應(yīng)器罐 體頂部。其中，所述的加熱裝置為一加熱盤管，加熱盤管從反應(yīng)器底部接出，接至熱源(鍋 爐)。其中，所述的檢測裝置包括溫度檢測裝置，Ph值檢測裝置，壓力檢測裝置，和污 泥濃度檢測裝置。所述檢測裝置都位于反應(yīng)器罐體外壁，圖中不予示出。其中，所述的沼氣收集裝置包括沼氣集氣室和沼氣放空管；沼氣集氣室位于反 應(yīng)器罐體頂部；沼氣放空管同樣作為沼氣排空裝置，位于反應(yīng)器罐體頂部外壁。本實用新型一種XR雙路循環(huán)全混式厭氧反應(yīng)器，其優(yōu)點及功效在于本發(fā)明的 厭氧反應(yīng)器具有傳質(zhì)效果好，能有效截留污泥，產(chǎn)期率高，顯著減少運行費用，明顯改善出 水水質(zhì)等特點，為大型沼氣工程以及某些高懸浮物高濃度厭氧處理領(lǐng)域提供了一種新的選 擇。

圖1所示為本發(fā)明的雙路循環(huán)全混式厭氧反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中具體標號如下[0023]101、罐體102、灌頂封頭201、水泵吸水管[0024]202、循環(huán)進料泵203、布料分配器204、布料管[0025]205、切換閥門301、內(nèi)循環(huán)攪拌裝置302、外循環(huán)攪拌裝置[0026]303、導流罩304、下段集氣室305、上段集氣集渣室[0027]306、沼液氣提管307、氣液分離器308、沼氣管[0028]309、料液回流分配器310、吸渣喇叭口311、沼液沼渣回流管[0029]401、排污收集管402、環(huán)形排渣管501、出水管[0030]601、正壓保護裝置602、負壓保護裝置603、沼氣排空裝置[0031]604、防雷接地裝置701、加熱盤管[0032]901、沼氣集氣室902、沼氣放空管[0033]W、污泥床
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的說明。本實用新型的雙路循環(huán)全混式厭氧反應(yīng)器，主要包括反應(yīng)器主體，進料裝置，循 環(huán)攪拌裝置，排污裝置，安全防護裝置，出水裝置，加熱裝置，檢測控制裝置，和沼氣收集裝 置等組成。整個厭氧反應(yīng)器為圓柱形鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用半地下設(shè)計，反應(yīng)器底 部埋入地下。其中，所述的反應(yīng)器主體是一個完整的圓柱形封閉罐，由罐體101與罐頂封頭102 組成；反應(yīng)器的其他組成裝置依托于該反應(yīng)器主體中。其中，所述的進料裝置采用旋流進料方式，進料裝置包括水泵吸水管201，循環(huán) 進料泵202，布料分配器203，布料管204和切換閥門205。水泵吸水管201位于反應(yīng)器罐體 101下部，與外部水解酸化池相連接，將料液泵入反應(yīng)器罐體101內(nèi)；循環(huán)進料泵202通過 切換閥門205與水泵吸水管201相連接；布料分配器203通過切換閥門205與布料管204 相連接。其中，所述的循環(huán)攪拌裝置包括內(nèi)循環(huán)攪拌裝置301和外循環(huán)攪拌裝置302 ；兩套 循環(huán)攪拌裝置結(jié)合起來對物料進行攪拌，以內(nèi)循環(huán)攪拌為主，外循環(huán)攪拌為輔。該內(nèi)循環(huán)攪拌裝置301包括導流罩303，下段集氣室304，上段集氣集渣室305， 沼液氣提管306，氣液分離器307，沼氣管308，料液回流分配器309等。其中，導流罩303位 于反應(yīng)器罐體101中部；下段集氣室304置于導流罩303上方，與導流罩相連接；上段集氣 集渣室305置于下段集氣室304上方，與下段集氣室相連接；氣液分離器307位于上段集氣 集渣室305上方，與上段集氣集渣室相連接；沼液氣提管306安插于上段集氣集渣室305和 氣液分離器307中，本實施例設(shè)置有6根沼液氣提管，沿圓周均勻分布；沼氣管308位于反 應(yīng)器罐體101頂部；料液回流分配器309垂直置于反應(yīng)器罐體中央，從上至下依次貫穿氣液 分離器307、上段集氣集渣室305和下段集氣室304，直達罐體101底部。該外循環(huán)攪拌裝置包括吸渣喇叭口 310，沼液沼渣回流管311。沼渣沼液回流管 311 一端置于上段集氣集渣室305中，另一端與循環(huán)進料泵202相連接；吸渣喇叭口 310設(shè) 置于上段集氣集渣室305中的沼渣沼液回流管311的末端。[0042]其中，所述的排污裝置包括排污收集管401和環(huán)形排渣管402 ；環(huán)形排渣管402 沿罐體101外壁環(huán)繞設(shè)置，并均分布有多個吸泥口(圖中未示)，吸泥口開口于管道下方； 排污收集管401 —端與環(huán)形排污管402相連接，另一端與外部集渣池相連接，將排污收集管 收集的沼渣排出反應(yīng)器外的集渣池。其中，所述的出水裝置為一出水管501。出水管一端與反應(yīng)器罐體101相連接，一 端連接外部，將出水排出反應(yīng)器。其中，所述的安全防護裝置包括正壓保護裝置601，負壓保護裝置602，沼氣排空 裝置603，和防雷接地裝置604等。其中沼氣排空裝置為一沼氣放空管；所述安全防護裝置 都位于反應(yīng)器罐體頂部。其中，所述的加熱裝置為加熱盤管701，加熱盤管701從反應(yīng)器底部接出，接至熱 源(鍋爐)。其中，所述的檢測裝置包括溫度檢測裝置，Ph值檢測裝置，壓力檢測裝置，和污 泥濃度檢測裝置。所述檢測裝置都位于反應(yīng)器罐體外壁，圖中不予示出。其中，所述的沼 氣收集裝置包括沼氣集氣室和沼氣放空管；沼氣集氣室901位于反應(yīng)器罐體101頂部，所 述的沼氣放空管同樣作為沼氣排空裝置，位于反應(yīng)器罐體頂部外壁。下面詳述本發(fā)明裝置的具體工作方式內(nèi)循環(huán)攪拌方式料液通過水泵吸水管201，用循環(huán)進料泵202 (帶變頻控制系統(tǒng)) 將料液泵入布料分配器203，經(jīng)布料管204輸送至罐內(nèi)底部各布水點，每根管道對應(yīng)一個布 水口，布水口開口方向為罐截面圓周同方向的切線方向，在配水口水力作用下，反應(yīng)器底部 會形成一個旋流狀態(tài)，帶動本區(qū)域內(nèi)的厭氧污泥與物料一起進入旋流區(qū)域，在此水力攪拌 的作用下，物料在此與污泥充分接觸，完成厭氧發(fā)酵反應(yīng)過程，產(chǎn)生大量沼氣，沼氣攜帶大 量的活性污泥或沼渣沼液一起快速上升，在導流罩303的導引下，經(jīng)下段集氣室304快速上 升到上段集氣集渣室305，并通過沼液氣提管306上升到氣液分離器307，在此沼氣得以釋 放并經(jīng)沼氣管308被排出反應(yīng)器外，而泥水則在重力作用下沿罐體中心的料液經(jīng)回流管回 到底部第一反應(yīng)區(qū)的料液回流分配器309，從而形成連續(xù)的內(nèi)部循環(huán)。從而使下反應(yīng)區(qū)水力 負荷成倍增長，使厭氧污泥處于充分的膨脹狀態(tài)，強化了污泥與有機廢水的接觸和傳質(zhì)過 程，大大提高了有機物的消化速率和有機負荷。外循環(huán)攪拌方式在最初的進水過程中，或者厭氧反應(yīng)的速率變化時，沼氣產(chǎn)量減 少，不會形成內(nèi)循環(huán)，此時，打開切換閥門205，開動循環(huán)進料泵202，沼液沼渣回流管311通 過吸渣喇叭口 310抽取位于上段集氣集渣室305內(nèi)的混合料液，泵入布料分配器203進行 分配，從而完成外部水力循環(huán)攪拌過程，使得反應(yīng)器的水力攪拌強度不降低，從而維持一個 高的相對均衡的沼氣產(chǎn)率和處理效果。如此，通過內(nèi)循環(huán)攪拌裝置和外循環(huán)攪拌裝置的相互作用，彌補兩種單一攪拌的 不足，大大提升了反應(yīng)器的傳質(zhì)效果和降低了運行動力開支。在厭氧反應(yīng)過程中，消化完全的物料不會再次形成浮渣，在底部旋流作用下，會在 罐底作為沼渣沉淀。厭氧反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的沼渣在旋流作用下，大部分沉淀于反應(yīng)器底部靠 近罐壁的部位，在這一區(qū)域設(shè)置環(huán)形排污管402，經(jīng)排污收集管401，定期將沼渣排出反應(yīng) 器外。反應(yīng)器的出水經(jīng)溢流裝置收集后，經(jīng)出水管501排出罐體外。
6[0053]反應(yīng)器頂部設(shè)置簡單實用的負壓保護裝置601與正壓保護裝置602，在反應(yīng)器超 壓或出現(xiàn)負壓的情況下，自動泄壓，為反應(yīng)器提供全方位的安全防護。另外，防雷接地裝置 603保證厭氧反應(yīng)器的安全。厭氧反應(yīng)器正常高效運行需要相對穩(wěn)定的溫度條件，我們采取罐壁罐頂保溫及罐 內(nèi)敷設(shè)物料加熱盤管701的措施，來滿足這一條件，以免影響厭氧反應(yīng)的正常進行。反應(yīng)器設(shè)置了溫度檢測裝置801、PH值檢測裝置802、壓力檢測裝置803、污泥濃度 檢測檢測裝置804等儀表檢測系統(tǒng)，為厭氧反應(yīng)器正常穩(wěn)定運行提供保障。
權(quán)利要求一種雙路循環(huán)全混式厭氧反應(yīng)器，為圓柱形鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用半地下設(shè)計，反應(yīng)器底部埋入地下，其特征在于，該反應(yīng)器主要包括反應(yīng)器主體，為一個完整的圓柱形封閉罐，由罐體(101)與罐頂封頭(102)組成；反應(yīng)器的其他組成裝置依托于該反應(yīng)器主體中；進料裝置，采用旋流進料方式，具體包括水泵吸水管(201)，循環(huán)進料泵(202)，布料分配器(203)，布料管(204)和切換閥門(205)；水泵吸水管(201)位于反應(yīng)器罐體(101)下部，與外部水解酸化池相連接，將料液泵入反應(yīng)器罐體(101)內(nèi)；循環(huán)進料泵(202)通過切換閥門(205)與水泵吸水管(201)相連接；布料分配器(203)通過切換閥門(205)與布料管(204)相連接；循環(huán)攪拌裝置，包括內(nèi)循環(huán)攪拌裝置(301)和外循環(huán)攪拌裝置(302)；該內(nèi)循環(huán)攪拌裝置(301)包括導流罩(303)、下段集氣室(304)、上段集氣集渣室(305)、沼液氣提管(306)、氣液分離器(307)、沼氣管(308)、料液回流分配器(309)；其中，導流罩(303)位于反應(yīng)器罐體(101)中部；下段集氣室(304)置于導流罩(303)上方，與導流罩相連接；上段集氣集渣室(305)置于下段集氣室(304)上方，與下段集氣室相連接；氣液分離器(307)位于上段集氣集渣室(305)上方，與上段集氣集渣室相連接；沼液氣提管(306)安插于上段集氣集渣室(305)和氣液分離器(307)中；沼氣管(308)位于反應(yīng)器罐體(101)頂部；料液回流分配器(309)垂直置于反應(yīng)器罐體中央，從上至下依次貫穿氣液分離器(307)、上段集氣集渣室(305)和下段集氣室(304)，直達罐體(101)底部；該外循環(huán)攪拌裝置包括吸渣喇叭口(310)、沼液沼渣回流管(311)；沼渣沼液回流管(311)一端置于上段集氣集渣室(305)中，另一端與循環(huán)進料泵(202)相連接；吸渣喇叭口(310)設(shè)置于上段集氣集渣室(305)中的沼渣沼液回流管(311)的末端；排污裝置，具體包括排污收集管(401)和環(huán)形排渣管(402)；環(huán)形排渣管(402)沿罐體(101)外壁環(huán)繞設(shè)置，排污收集管(401)一端與環(huán)形排污管(402)相連接，另一端與外部集渣池相連接，將排污收集管收集的沼渣排出反應(yīng)器外的集渣池；出水裝置，為一出水管(501)，一端與反應(yīng)器罐體(101)相連接，一端連接外部，將出水排出反應(yīng)器；安全防護裝置，位于反應(yīng)器罐體頂部；加熱裝置，具體為一加熱盤管(701)，加熱盤管(701)從反應(yīng)器底部接出，接至熱源；檢測裝置，位于反應(yīng)器罐體外壁；沼氣收集裝置，具體包括沼氣集氣室(901)和沼氣放空管(902)；沼氣集氣室(901)位于反應(yīng)器罐體(101)頂部，所述的沼氣放空管(902)同樣作為沼氣排空裝置，位于反應(yīng)器罐體(101)頂部外壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙路循環(huán)全混式厭氧反應(yīng)器，其特征在于所述的環(huán)形 排渣管壁上均分布有多個吸泥口，吸泥口開口于管道下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙路循環(huán)全混式厭氧反應(yīng)器，其特征在于所述的安全 防護裝置，包括正壓保護裝置(601)，負壓保護裝置(602)，沼氣排空裝置(603)，和防雷接 地裝置(604)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙路循環(huán)全混式厭氧反應(yīng)器，其特征在于所述的檢測 裝置，包括溫度檢測裝置，Ph值檢測裝置，壓力檢測裝置，和污泥濃度檢測裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種厭氧反應(yīng)器，具體為一種雙路循環(huán)全混式厭氧反應(yīng)器，主要包括反應(yīng)器主體，進料裝置，循環(huán)攪拌裝置，排污裝置，安全防護裝置，出水裝置，加熱裝置，檢測控制裝置，和沼氣收集裝置等組成。雙路循環(huán)全混式厭氧反應(yīng)器具有內(nèi)循環(huán)攪拌裝置和外循環(huán)攪拌裝置；兩套循環(huán)攪拌裝置結(jié)合起來對物料進行攪拌，以內(nèi)循環(huán)攪拌為主，外循環(huán)攪拌為輔，能有效截留污泥，產(chǎn)期率高，顯著減少運行費用，明顯改善出水水質(zhì)等特點。
文檔編號C02F3/28GK201694892SQ201020173168
公開日2011年1月5日 申請日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者類成明, 蔣勇 申請人:蔣勇