小型太陽能供暖折板式uasb系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種UASB反應(yīng)器，尤其涉及一種小型太陽能供暖折板式UASB系統(tǒng)，利用太陽能加熱的高效低耗，主要用于處理小水量的高濃度有機廢水，屬于高濃度有機廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]UASB (上流式厭氧污泥床反應(yīng)器)于20世紀70年代由荷蘭人發(fā)明，由于其結(jié)構(gòu)簡易、耐沖擊負荷能力強和可用于處理高濃度有機廢水而被廣泛運用。雖然在UASB之后又有ABR，EGSB和IC等更高效的厭氧反應(yīng)器的產(chǎn)生，但是相比較而言UASB的結(jié)構(gòu)和運行都更加簡單方便，所以它仍是厭氧反應(yīng)器中利用率最高的。如我們所知，UASB是依賴于反應(yīng)器內(nèi)高濃度和活性的污泥床，污水中的高濃度有機質(zhì)通過此污泥床被水解酸化然后生成甲烷和二氧化碳氣體，所以UASB的高效受到幾個因素的制約，首先是溫度，UASB的最適溫度是30-35°C，當?shù)陀?0°C或高于35°C，污泥的活性可能就會受到不同程度的抑制；其次是系統(tǒng)內(nèi)部是否混勻，污水與污泥是否可以充分接觸，單純的進水從底部經(jīng)布水器進入污泥層往往會出現(xiàn)死區(qū)的現(xiàn)象，這將會嚴重制約UASB的性能。為解決溫度的問題，通常會利用廠區(qū)附近的廢熱或者安裝電加熱裝置來保證運行溫度，但是可能條件不夠或運行費用太高。另夕卜，有個問題可能會被忽視，那就是由于反應(yīng)器內(nèi)超高的反應(yīng)活性，甲烷產(chǎn)量很高導(dǎo)致大量氣泡帶著污泥從三相分離器頂部導(dǎo)氣口溢出，部分污泥和熱量流失，這也是一個系統(tǒng)隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是針對UASB系統(tǒng)溫度維持較難(尤其是冬季)、污泥混勻難度較大的問題，提出了一種小型太陽能供暖折板式UASB系統(tǒng)，可用于高效穩(wěn)定處理多種小流量高濃度有機廢水。
[0004]本發(fā)明的小型太陽能供暖折板式UASB系統(tǒng)，包括熱能收集系統(tǒng)，儲熱罐，電控系統(tǒng)和UASB厭氧反應(yīng)器；
[0005]熱能收集系統(tǒng)包括集熱器及和集熱器相連的若干太陽能集熱管，集熱器與儲熱罐間通過第一提升栗形成液體循環(huán)回路，儲熱罐內(nèi)部設(shè)置第一溫度傳感器和水位傳感器；
[0006]UASB厭氧反應(yīng)器內(nèi)從下到上依次設(shè)有3-5層D型折流板，D型折流板向下傾斜，與水平面夾角為3-10 °，且各層D型折流板放置方向各不相同，在UASB厭氧反應(yīng)器內(nèi)底部設(shè)置有布水器和環(huán)狀加熱銅管，布水器位于最底層D型折流板的正下方，污水經(jīng)污水提升栗進入UASB內(nèi)布水器，環(huán)狀加熱銅管與儲熱罐經(jīng)第二提升栗形成液體循環(huán)回路，在UASB厭氧反應(yīng)器內(nèi)頂部設(shè)置有兩個三相分離器，兩個三相分離器位于最上層D型折流板上方形成雙層三相分離器，在雙層三相分離器的通氣口處固定有消泡噴頭，UASB厭氧反應(yīng)器頂部設(shè)有出水管連接第三提升栗，第三提升栗通過三通管連接消泡噴頭和布水器；UASB厭氧反應(yīng)器內(nèi)還設(shè)置有第二溫度傳感器，在反應(yīng)器上部側(cè)壁上還開有出水口 ；
[0007]儲熱罐的進水口連接第四提升栗，第四提升栗的另一端連接自來水管；
[0008]第一溫度傳感器、水位傳感器、第二溫度傳感器、第四提升栗、第二提升栗均與電控系統(tǒng)連接。
[0009]太陽能集熱管收集熱量儲存在儲熱罐中，再栗入UASB系統(tǒng)內(nèi)部的環(huán)狀加熱銅管對系統(tǒng)加熱。太陽能集熱管內(nèi)裝滿自來水(堿度不高)，集熱管白天收集太陽光的熱量并轉(zhuǎn)移至管內(nèi)水中，水因加熱開始上升并和集熱器內(nèi)的水進行熱交換，集熱器頂部設(shè)有放氣閥門用于定時放氣，防止內(nèi)部壓力過高帶來安全隱患；集熱器側(cè)面設(shè)置出水口連接第一提升栗，第一提升栗將集熱器中的水和儲熱罐中的水進行不斷循環(huán)，第一提升栗可以控制為在6:00開始啟動，18:00停止工作，儲熱罐內(nèi)的水位傳感器當檢測到水位低于正常水位的10 %時可通過電控系統(tǒng)自動啟動第四提升栗以向儲熱罐內(nèi)補充自來水；
[0010]儲熱罐體積最好為UASB反應(yīng)器有效體積的1/3至1/2。
[0011]太陽能集熱管的數(shù)量與儲熱罐體積的數(shù)量關(guān)系為100根配Im3體積。
[0012]污水經(jīng)污水提升栗從設(shè)置在UASB底部的布水器中均勻進入UASB厭氧反應(yīng)器內(nèi)，之后在多層傾斜的D型折流板作用下，在折流板之間來回沖擊形成湍流，劇烈攪動與反應(yīng)器內(nèi)污泥充分混勻，最終經(jīng)雙層三相分離器與污泥和沼氣分離后從出水口出水。所述的D型折流板在水平面投影為呈D型的不完整圓(D型圓)，其圓弧角度呈240°。
[0013]第二提升栗將儲熱罐內(nèi)的水栗入環(huán)狀加熱銅管，使其對UASB內(nèi)部進行加熱，當UASB內(nèi)第二溫度傳感器檢測到UASB內(nèi)水溫超過35°C，將由電控系統(tǒng)控制關(guān)閉第二提升栗，當溫度低于33°C，電控系統(tǒng)將會重新啟動第二提升栗；第三提升栗將UASB內(nèi)上清液栗至UASB底部與污水一起進入布水器，形成內(nèi)回流系統(tǒng)，消泡噴頭固定在UASB頂部雙層三相分離器通氣口，進行噴灑消泡；
[0014]在儲熱罐和UASB反應(yīng)器外側(cè)最好均設(shè)有保溫層，即30-50mm厚的橡塑海綿板。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:
[0016]利用白天時間收集到的太陽能對UASB系統(tǒng)進行加熱，使得反應(yīng)器內(nèi)溫度維持在33-35°C的范圍內(nèi)，保證了很高的污泥活性，尤其是在冬季的夜晚也可以維持住核心溫度；此外，利用獨特的傾斜的D形折流板和內(nèi)回流系統(tǒng)增強了系統(tǒng)內(nèi)水流攪拌強度，提高了污泥和污水的混合均勻度；內(nèi)回流旁路用于噴灑消泡避免了氣體攜帶污泥流失，保障了系統(tǒng)內(nèi)污泥的量。本發(fā)明的系統(tǒng)實現(xiàn)了功耗很小條件下對于高濃度有機廢水高效的處理。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明小型太陽能供暖折板式UASB系統(tǒng)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是D型折流板在水平面的投影圖。
[0019]圖中:I集熱器，2第一提升栗，3太陽能集熱管，4第一溫度傳感器，5水位傳感器，6第四提升栗，7第二提升栗，8污水提升栗，9第三提升栗，10、11、12D型折流板，13、14三相分離器，15第二溫度傳感器，16消泡噴頭，17水管球閥，18出水口，19環(huán)狀加熱銅管，20布水器，21電控系統(tǒng)，22儲熱罐。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0021]參照圖1，小型太陽能供暖折板式UASB系統(tǒng)包括熱能收集系統(tǒng)、儲熱罐22、電控系統(tǒng)21和UASB厭氧反應(yīng)器；
[0022]熱能收集系統(tǒng)包括集熱器I及和集熱器相連的若干太陽能集熱管3，集熱器I與儲熱罐22間通過第一提升栗2形成液體循環(huán)回路，儲熱罐22內(nèi)部設(shè)置第一溫度傳感器4和水位傳感器5 ；
[0023]