三段式沼氣反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域中的廢水處理設(shè)備，具體而言，涉及一種三段式沼氣反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]廢水的生物處理方法可以分為好氧生物處理方法和厭氧生物處理方法兩大類，其中好氧方法可以處理有機(jī)物含量較低，如生活廢水和易好氧生物降解廢水等;厭氧處理主要處理難降解廢水，但是單純的厭氧處理很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，一般后面要接好氧處理。除了生物法處理外，廢水處理還有物化法、膜法、電化學(xué)法等等。
[0003]廢水厭氧生物處理是指在無(wú)分子氧的條件下通過(guò)厭氧微生物(包括兼氧微生物)的作用，將廢水中各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過(guò)程。在厭氧生物處理的過(guò)程中，復(fù)雜的有機(jī)化合物被分解，轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的化合物，同時(shí)釋放能量。其中，大部分的能量以甲烷的形式出現(xiàn)，這是一種可燃?xì)怏w，可回收利用。同時(shí)僅少量有機(jī)物被轉(zhuǎn)化而合成為新的細(xì)胞組成部分，故相對(duì)好氧法來(lái)講，厭氧法污泥增長(zhǎng)率小得多。
[0004]按現(xiàn)有技術(shù)，廢水厭氧生物處理的前面單元中，采用空氣曝氣攪拌或調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量，預(yù)酸化廢水，但是經(jīng)過(guò)空氣調(diào)節(jié)后廢水中微量的溶解氧進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，對(duì)厭氧反應(yīng)器需要絕對(duì)厭氧環(huán)境的產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生一定的沖擊，影響厭氧反應(yīng)的氧化還原電位，也對(duì)厭氧反應(yīng)器設(shè)備產(chǎn)生一定的有氧腐蝕，容易出現(xiàn)污泥松散、有機(jī)負(fù)荷低、處理效果差等問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題:廢水厭氧生物處理的預(yù)處理過(guò)程中，采用空氣曝氣攪拌或調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量，預(yù)酸化廢水，致使廢水中微量的溶解氧進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，沖擊產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)生，影響厭氧反應(yīng)的氧化還原電位，腐蝕厭氧反應(yīng)器設(shè)備，導(dǎo)致污泥松散、有機(jī)負(fù)荷低、處理效果差。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0007]三段式沼氣反應(yīng)器，包括第一腔室和第二腔室，所述第一腔室內(nèi)設(shè)預(yù)厭氧區(qū)，所述第二腔室內(nèi)設(shè)主厭氧區(qū)和甲烷菌分離區(qū)，所述主厭氧區(qū)內(nèi)設(shè)有污泥，甲烷菌分離區(qū)位于主厭氧區(qū)的上方;所述主厭氧區(qū)和甲烷菌分離區(qū)之間設(shè)有三相分離器，所述甲烷菌分離區(qū)經(jīng)通氣管路與預(yù)厭氧區(qū)連通，所述預(yù)厭氧區(qū)經(jīng)通水管路與主厭氧區(qū)連通;所述第一腔室開(kāi)設(shè)與預(yù)厭氧區(qū)連通的進(jìn)水口和分離后沼氣出口，所述第二腔室開(kāi)設(shè)與甲烷菌分離區(qū)連通的出水口。
[0008]按上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型所述三段式沼氣反應(yīng)器的工作原理如下:廢水經(jīng)進(jìn)水口進(jìn)入第一腔室的預(yù)厭氧區(qū)中，在預(yù)厭氧區(qū)中預(yù)處理后的廢水經(jīng)通水管路進(jìn)入第二腔室的主厭氧區(qū)；廢水在主厭氧區(qū)中與污泥充分混合反應(yīng)，產(chǎn)生沼氣，污泥膨脹，沼氣攪拌污泥，強(qiáng)化傳質(zhì)效果；沼氣和污泥在三相分離器處進(jìn)行分離，污泥截留在主厭氧區(qū)內(nèi)，而經(jīng)過(guò)三相分離器分離后的廢水則由出水口流入后續(xù)處理單元；沼氣由于密度小，繼續(xù)上升至甲烷菌分離區(qū)，并通過(guò)通氣管路進(jìn)入第一腔室的預(yù)厭氧區(qū)；在預(yù)厭氧區(qū)，沼氣與廢水充分混合，沼氣中夾帶的細(xì)碎產(chǎn)甲烷菌快速吸附和降解廢水，使沼氣與產(chǎn)甲烷菌分離，分離后的沼氣由分離后沼氣出口排出或繼續(xù)下一步利用。
[0009]通過(guò)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型采用第二腔室中主厭氧區(qū)產(chǎn)生的沼氣，經(jīng)過(guò)通氣管路至預(yù)厭氧區(qū)，經(jīng)過(guò)預(yù)厭氧區(qū)后的廢水經(jīng)通水管路進(jìn)入主厭氧區(qū)，發(fā)生甲烷菌生物反應(yīng)，甲烷菌在甲烷菌分離區(qū)分離，凈化后的廢水進(jìn)入后續(xù)處理單元;從而實(shí)現(xiàn)預(yù)厭氧區(qū)、主厭氧區(qū)和甲烷菌分離區(qū)的功能分離，發(fā)揮各個(gè)功能區(qū)的優(yōu)勢(shì)效率，并將反應(yīng)器集成為一體。本實(shí)用新型所述三段式沼氣反應(yīng)器不僅能全部回收沼氣能源、提高甲烷菌群顆粒化率，而且，三段式沼氣反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、投入成本低、維修率低、動(dòng)力消耗低、運(yùn)行成本低、操作管理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn);具體而言，本實(shí)用新型所述三段式沼氣反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物的降解率達(dá)到90 %以上，甲烷菌群顆?；侍岣吡?80 %以上，設(shè)備投資減少50 %。
[0010]本實(shí)用新型有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中因使用空氣攪拌而產(chǎn)生的微量的溶解氧進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器而影響厭氧反應(yīng)的氧化還原電位及對(duì)厭氧反應(yīng)器設(shè)備產(chǎn)生一定腐蝕的技術(shù)問(wèn)題。
[0011]作為本實(shí)用新型對(duì)預(yù)厭氧區(qū)的一種說(shuō)明，在預(yù)厭氧區(qū)中，沼氣中夾帶的細(xì)碎產(chǎn)甲烷菌快速吸附和降解廢水，同時(shí)，沼氣中的絕大部分二氧化碳溶解于水，提高了廢水的碳酸氫鹽和碳酸鹽堿度，避免揮發(fā)性脂肪酸在主厭氧區(qū)的積累。
[0012]作為本實(shí)用新型對(duì)產(chǎn)甲烷菌、甲烷菌的一種說(shuō)明，所述產(chǎn)甲烷菌屬于原核生物中的古細(xì)菌，可以生成甲烷的微生物稱作產(chǎn)甲烷菌;所述甲烷菌屬于原核生物，是專性嚴(yán)格厭氧菌、生長(zhǎng)繁殖特別緩慢、培養(yǎng)分離比較困難;產(chǎn)甲烷菌不能在有氧氣處生存，因此它們只能在完全缺乏氧氣的環(huán)境中被發(fā)現(xiàn)，只有產(chǎn)甲烷和發(fā)酵作用能夠在只有含碳化合物作為電子受體的情況下發(fā)生。通過(guò)產(chǎn)甲烷作用，有機(jī)廢物可以轉(zhuǎn)化成有用的甲烷，即沼氣;其中，產(chǎn)甲烷作用，又稱甲烷生成，指微生物合成甲烷的代謝途徑，在很多環(huán)境中，這是有機(jī)物降解的最終步驟。
[0013]作為本實(shí)用新型對(duì)三相分離器的一種說(shuō)明，所述三相分離器多用于生物污水處理中的上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)，用以分離消化氣、消化液和污泥顆粒。消化氣自反應(yīng)器頂部導(dǎo)出;污泥顆粒自動(dòng)滑落沉降至反應(yīng)器底部的污泥床;消化液從澄清區(qū)出水。
[0014]作為本實(shí)用新型對(duì)通氣管路的一種說(shuō)明，所述通氣管路包括分離前沼氣管、安裝在分離前沼氣管上的沼氣增壓栗、與分離前沼氣管連通的沼氣分布器;所述沼氣分布器位于預(yù)厭氧區(qū)的底部;所述沼氣分布器包括與分離前沼氣管連通的沼氣進(jìn)口和與預(yù)厭氧區(qū)連通的多個(gè)沼氣出口。其中，沼氣分布器相當(dāng)于一個(gè)分配中介，其設(shè)有一個(gè)沼氣進(jìn)口，沼氣出口的數(shù)量根據(jù)預(yù)厭氧區(qū)面積大小而定，多個(gè)沼氣出口均勻分布。按上述說(shuō)明，沼氣通過(guò)分離前沼氣管，由沼氣增壓栗經(jīng)沼氣分布器栗入預(yù)厭氧區(qū)。
[0015]作為本實(shí)用新型對(duì)通水管路的一種說(shuō)明，所述通水管路包括廢水管、安裝在廢水管上的提升栗、與廢水管連通的布水器;所述布水器位于主厭氧區(qū)的底部;所述布水器包括與廢水管連通的廢水進(jìn)口和與主厭氧區(qū)連通的多個(gè)廢水出口。