專利名稱：螺旋式自循環(huán)厭氧生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺旋式自循環(huán)厭氧生物反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
厭氧生物處理技術(shù)是在厭氧條件下，利用微生物的代謝作用，把有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化成沼氣，從而使污水達(dá)到凈化的過程。與好氧生物處理相比，厭氧生物處理具有耗能小，污泥產(chǎn)量低，且能回收清潔能源(沼氣)的特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的有效手段之一，應(yīng)用前景廣闊。
隨著人們對(duì)厭氧生物過程認(rèn)識(shí)的深入以及對(duì)厭氧生物處理技術(shù)應(yīng)用的普及，厭氧生物反應(yīng)器也得到了較好的開發(fā)。迄今，厭氧生物反應(yīng)器已發(fā)展至以厭氧顆粒污泥膨脹床(EGSB)和厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(IC)為代表的第三代高效反應(yīng)器。它們的特點(diǎn)是污泥活性高，菌種持留量大，泥水接觸好，傳質(zhì)效果佳。然而，第三代反應(yīng)器也有其固有的短流嚴(yán)重的缺點(diǎn)，限制了反應(yīng)器轉(zhuǎn)化效率和出水質(zhì)量的進(jìn)一步提高。
針對(duì)第三代厭氧生物反應(yīng)器的上述缺陷，本發(fā)明試圖通過設(shè)置螺旋板通道，延長(zhǎng)流程，使泥水混合物沿此通道呈平推流式流動(dòng)，強(qiáng)化反應(yīng)器的處理效能，有效遏制短流現(xiàn)象；同時(shí)通過三相分離器、泥氣提升管與回流管的作用，使污泥回流，回收一部分堿度，中和厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸階段產(chǎn)生的酸度，調(diào)節(jié)酸堿平衡。試驗(yàn)證明，據(jù)此開發(fā)的新型厭氧生物反應(yīng)器具有很好的厭氧處理效能，并具有很高的運(yùn)行穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種螺旋式自循環(huán)厭氧生物反應(yīng)器。
它具有反應(yīng)器本體、支架，反應(yīng)器本體自下而上分為平推流反應(yīng)室、集氣室和氣液分離室；平推流反應(yīng)室經(jīng)外圓筒漸擴(kuò)管與集氣室相接，在平推流反應(yīng)室下端設(shè)有排泥管和進(jìn)水管，平推流反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有螺旋板和回流管，回流管下端通至反應(yīng)室底部，上端與三相分離器漸縮管中心相連；三相分離器由集氣罩、漸縮管和泥水提升管構(gòu)成，三相分離器經(jīng)集氣罩下方的污泥回流縫與沉淀室相通，三相分離器經(jīng)漸縮管上的泥水提升管與氣液分離室相通；泥水提升管與回流管均固定于三相分離器頂部的漸擴(kuò)管回流板上，并由漸擴(kuò)管回流板與反應(yīng)器外壁相接。
所述的平推流反應(yīng)室呈圓筒狀，高徑比為4～10∶1，平推流反應(yīng)室直徑與螺旋板螺距之比為1∶5～2，平推流反應(yīng)室橫截面積S1與沉淀室最大橫截面積S2之比為1∶4～6，平推流反應(yīng)室與回流管橫截面積之比為16～25∶1，平推流反應(yīng)室與泥氣提升管的橫截面積S3之比為25～50∶1。沉淀室體積與反應(yīng)器本體總體積之比為0.5～1.0∶2.4～2.7，外圓筒漸擴(kuò)管與基準(zhǔn)水平面的夾角α成50°～70°，沉淀污泥回流縫縫寬為10～20mm。泥水提升管與三相分離器漸縮管之間的夾角β為30°～45°，漸擴(kuò)管回流板與基準(zhǔn)水平面夾角γ為30°～60°。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1)所置的螺旋板結(jié)構(gòu)，一方面大大延長(zhǎng)了反應(yīng)室內(nèi)的泥水流程(實(shí)現(xiàn)了有效高徑比與實(shí)際反應(yīng)器高徑比分離)，使其在所產(chǎn)沼氣的作用下呈平推流式流動(dòng)，有效地遏制了短流現(xiàn)象；另一方面起到了支撐污泥的作用，減輕了上下層污泥間的直接擠壓，有助于沼氣逸出，防止產(chǎn)生氣涌現(xiàn)象；此外，由于污泥產(chǎn)氣，螺旋板間存在垂直方向的氣攪作用，促進(jìn)了泥水間的傳質(zhì)，強(qiáng)化了基質(zhì)降解。2)通過三相分離器、泥水提升管與回流管的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了泥水回流，既可回收一部分堿度，用于調(diào)節(jié)酸堿平衡，避免有機(jī)物轉(zhuǎn)化成揮發(fā)酸所致的酸化，還可將污泥回流，補(bǔ)充流失污泥，保證推流反應(yīng)的高效進(jìn)行。3)污水經(jīng)污泥回流縫流至靜態(tài)沉淀區(qū)，不受氣攪干擾，泥、水得取有效分離，出水質(zhì)量良好。4)該反應(yīng)器能承受高進(jìn)水有機(jī)物濃度，具有很高的容積轉(zhuǎn)化效率和容積產(chǎn)氣效率。


附圖是螺旋式自循環(huán)厭氧生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.平推流反應(yīng)室；2.集氣室；3.氣液分離室；4.排泥管；5.進(jìn)水管；6.螺旋板；7.取樣口；8.回流管；9.污泥回流縫；10.外圓筒漸擴(kuò)管；11.集氣罩；12.漸縮管；13.沉淀室；14.三相分離器；15.出水管；16泥水提升管；17.漸擴(kuò)管回流板；18.進(jìn)泥口；19.排氣管；20.支架。
具體實(shí)施例方式
如附圖所示，螺旋式自循環(huán)厭氧生物反應(yīng)器具有反應(yīng)器本體，它具有反應(yīng)器本體、支架20，反應(yīng)器本體自下而上分為平推流反應(yīng)室1、集氣室2和氣液分離室3；平推流反應(yīng)室1經(jīng)外圓筒漸擴(kuò)管10與集氣室2相接，在平推流反應(yīng)室1下端設(shè)有排泥管4和進(jìn)水管5，平推流反應(yīng)室1內(nèi)設(shè)有螺旋板6和回流管8，回流管8下端通至反應(yīng)室底部，上端與三相分離器14漸縮管12中心相連；三相分離器14由集氣罩11、漸縮管12和泥水提升管16構(gòu)成，三相分離器14經(jīng)集氣罩11下方的污泥回流縫9與沉淀室13相通，三相分離器14經(jīng)漸縮管12上的泥水提升管16與氣液分離室3相通；泥水提升管16與回流管8均固定于三相分離器14頂部的漸擴(kuò)管回流板17上，并由漸擴(kuò)管回流板17與反應(yīng)器外壁相接。
平推流反應(yīng)室1呈圓筒狀，高徑比為4～10∶1，平推流反應(yīng)室1直徑與螺旋板6螺距之比為1∶5～2，平推流反應(yīng)室1橫截面積S1與沉淀室13最大橫截面積S2之比為1∶4～6，平推流反應(yīng)室1與回流管8橫截面積之比為16～25∶1，平推流反應(yīng)室1與泥氣提升管16的橫截面積S3之比為25～50∶1。沉淀室13體積與反應(yīng)器本體總體積之比為0.5～1.0∶2.4～2.7，外圓筒漸擴(kuò)管10與基準(zhǔn)水平面的夾角α成50°～70°，沉淀污泥回流縫9縫寬為10～20mm。泥水提升管16與三相分離器14漸縮管12之間的夾角β為30°～45°，漸擴(kuò)管回流板17與基準(zhǔn)水平面夾角γ為30°～60°。
螺旋式自循環(huán)厭氧生物反應(yīng)器可由有機(jī)玻璃和鋼板構(gòu)建。接種污泥從進(jìn)泥口經(jīng)由氣液分離室和回流管加入至反應(yīng)室中。廢水從反應(yīng)室底部?jī)陕菪彘g的進(jìn)水口進(jìn)入，與回流的污泥混合后在反應(yīng)室內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生沼氣。在沼氣推動(dòng)下，泥水呈平推流式流動(dòng)。至反應(yīng)室上部的泥水混合物，由集氣室收集，實(shí)現(xiàn)泥、水、氣三相的第一級(jí)分離，部分泥水氣混合物被泥水提升管帶入氣液分離室，實(shí)現(xiàn)泥、水、氣三相的第二級(jí)分離，分離后的泥水混合物通過回流管返回至反應(yīng)室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)自循環(huán)，調(diào)節(jié)酸堿平衡，強(qiáng)化基質(zhì)降解，并補(bǔ)充流失污泥，保證推流反應(yīng)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。污水在反應(yīng)室內(nèi)處理后，經(jīng)過污泥回流縫旁流至沉淀室，沉淀污泥依靠重力經(jīng)污泥回流縫返回至反應(yīng)室。出水通過出水管引出。
權(quán)利要求
1.一種螺旋式自循環(huán)厭氧生物反應(yīng)器，其特征在于它具有反應(yīng)器本體、支架(20)，反應(yīng)器本體自下而上分為平推流反應(yīng)室(1)、集氣室(2)和氣液分離室(3)；平推流反應(yīng)室(1)經(jīng)外圓筒漸擴(kuò)管(10)與集氣室(2)相接，在平推流反應(yīng)室(1)下端設(shè)有排泥管(4)和進(jìn)水管(5)，平推流反應(yīng)室(1)內(nèi)設(shè)有螺旋板(6)和回流管(8)，回流管(8)下端通至反應(yīng)室底部，上端與三相分離器(14)漸縮管(12)中心相連；三相分離器(14)由集氣罩(11)、漸縮管(12)和泥水提升管(16)構(gòu)成，三相分離器(14)經(jīng)集氣罩(11)下方的污泥回流縫(9)與沉淀室(13)相通，三相分離器(14)經(jīng)漸縮管(12)上的泥水提升管(16)與氣液分離室(3)相通；泥水提升管(16)與回流管(8)均固定于三相分離器(14)頂部的漸擴(kuò)管回流板(17)上，并由漸擴(kuò)管回流板(17)與反應(yīng)器外壁相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋式自循環(huán)厭氧生物反應(yīng)器，其特征在于所述的平推流反應(yīng)室(1)呈圓筒狀，高徑比為4～10∶1，平推流反應(yīng)室(1)直徑與螺旋板(6)螺距之比為1∶5～2，平推流反應(yīng)室(1)橫截面積S1與沉淀室(13)最大橫截面積S2之比為1∶4～6，平推流反應(yīng)室(1)與回流管(8)橫截面積之比為16～25∶1，平推流反應(yīng)室(1)與泥氣提升管(16)的橫截面積S3之比為25～50∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋式自循環(huán)厭氧生物反應(yīng)器，其特征在于所述的沉淀室(13)體積與反應(yīng)器本體總體積之比為0.5～1.0∶2.4～2.7，外圓筒漸擴(kuò)管(10)與基準(zhǔn)水平面的夾角α成50°～70°，沉淀污泥回流縫(9)縫寬為10～20mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋式自循環(huán)厭氧生物反應(yīng)器，其特征在于所述的泥水提升管(16)與三相分離器(14)漸縮管(12)之間的夾角β為30°～45°，漸擴(kuò)管回流板(17)與基準(zhǔn)水平面夾角γ為30°～60°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種螺旋式自循環(huán)厭氧生物反應(yīng)器。它具有反應(yīng)器本體、支架，反應(yīng)器本體自下而上分為平推流反應(yīng)室、集氣室和氣液分離室；平推流反應(yīng)室經(jīng)外圓筒漸擴(kuò)管與集氣室相接，在平推流反應(yīng)室下端設(shè)有排泥管和進(jìn)水管，平推流反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有螺旋板和回流管，回流管下端通至反應(yīng)室底部，上端與三相分離器漸縮管中心相連；三相分離器經(jīng)集氣罩下方的污泥回流縫與沉淀室相通，三相分離器經(jīng)漸縮管上的泥水提升管與氣液分離室相通；泥水提升管與回流管均固定于三相分離器頂部的漸擴(kuò)管回流板上。本發(fā)明有效遏制了短流和氣涌現(xiàn)象，強(qiáng)化了基質(zhì)降解；提高了反應(yīng)器抗沖擊負(fù)荷能力和酸堿平衡能力；保證了反應(yīng)器運(yùn)行性能的高效與穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C02F3/28GK101024540SQ20071006715
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2007年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月2日
發(fā)明者鄭平, 陳建偉, 唐崇儉, 胡寶蘭 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)