專利名稱：高效厭氧反應(yīng)器的三相分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種上流式厭氧反應(yīng)器的三相分離器。
背景技術(shù)：
厭氧生物處理技術(shù)與傳統(tǒng)的好氧生物處理技術(shù)相比，具有有機(jī)物負(fù)荷高，不需要大量的稀釋水；凈化效率高；營(yíng)養(yǎng)物需要量少；不需曝氣，能耗低，運(yùn)行費(fèi)用低；對(duì)沖擊負(fù)荷和環(huán)境條件有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；可以產(chǎn)生沼氣作為清潔能源回收利用；污泥產(chǎn)率低，產(chǎn)生的生物污泥易于脫水；反應(yīng)器容積小，占地面積少等優(yōu)點(diǎn)。已廣泛應(yīng)用于輕工、化工、制藥等行業(yè)的中、高濃度有機(jī)廢水的處理，取得了較好的效果。目前應(yīng)用最為成功的是上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)。
廢水通過(guò)布水器由池底進(jìn)人厭氧反應(yīng)器，在反應(yīng)區(qū)廢水與厭氧微生物充分接觸，產(chǎn)生強(qiáng)烈的生化反應(yīng)，有機(jī)物主要在這里被厭氧菌分解成為沼氣(CH4、CO2、H2O等)，產(chǎn)生大量的微小沼氣氣泡，氣泡在上升過(guò)程中逐漸匯聚增大并攜帶污泥、水一起上升進(jìn)入三相分離器。三相分離器(氣、固、液分離器)由沉淀區(qū)和集氣室(或稱集氣罩)組成，氣體首先被分離后進(jìn)人集氣室(罩)，由沼氣管排出反應(yīng)器；經(jīng)氣體分離后的泥水混合液進(jìn)人沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離，廢水由出水槽排出反應(yīng)器，，沉淀下來(lái)的厭氧污泥靠重力作用由回流縫返回到反應(yīng)區(qū)。上述污泥、水、沼氣的分離可通過(guò)一個(gè)三相分離器來(lái)完成。
對(duì)于高效厭氧反應(yīng)器而言，為了保證厭氧消化裝置中能夠維持足夠量的污泥以及良好的出水水質(zhì)，必須在這些裝置中設(shè)置三相分離器。而三相分離器分離效果的好壞，直接影響到裝置中氣體與污泥和處理出水的分離，從而影響到反應(yīng)器運(yùn)行的成敗。因此在反應(yīng)器的設(shè)計(jì)中，三相分離器的設(shè)計(jì)是一個(gè)很關(guān)鍵的部分。目明國(guó)內(nèi)外廣泛使用的三相分離器存在以下問(wèn)題氣、污泥、水混合液中的氣體進(jìn)入沉淀區(qū)，即污泥與水混合物在進(jìn)入沉淀區(qū)之前，氣體沒有有效地進(jìn)行分離去除，由于氣體泄漏到沉淀區(qū)而干擾固、液分離效果。被沉淀分離的污泥不能迅速返回到反應(yīng)器內(nèi)，不能維持反應(yīng)器內(nèi)有很高的污泥濃度和較長(zhǎng)的污泥齡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)方案是提供一種可以提高厭氧反應(yīng)器沼氣、污泥、水混合液的分離效果，保持沉淀區(qū)液流穩(wěn)定，維持反應(yīng)器內(nèi)有很高的污泥濃度和較長(zhǎng)的污泥齡，提高設(shè)備容積利用率的上流式厭氧反應(yīng)器的三相分離器。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明由設(shè)置在厭氧反應(yīng)器筒體上端的錐形導(dǎo)流筒以及固定設(shè)置在錐形導(dǎo)流筒上端的氣罩構(gòu)成，氣罩和錐形導(dǎo)流筒的廣口構(gòu)成氣室，氣罩頂端設(shè)置有排氣管，氣罩罩壁的下端和錐形導(dǎo)流筒上端筒壁之間設(shè)置有環(huán)形通道，錐形導(dǎo)流筒筒壁下端和厭氧反應(yīng)器筒體上筒壁之間設(shè)有環(huán)形通道。
本發(fā)明錐形導(dǎo)流筒的廣口嵌置在氣罩內(nèi)。
本發(fā)明設(shè)置在反應(yīng)器筒體上端的沉淀區(qū)筒體和反應(yīng)器筒體之間采用斜置的反射板相連接。
本發(fā)明和錐形導(dǎo)流筒筒壁下端位置相對(duì)應(yīng)的厭氧反應(yīng)器筒體的筒體筒壁由斜置的反射板構(gòu)成。
本發(fā)明錐形導(dǎo)流筒和氣罩通過(guò)支撐槽鋼固定設(shè)置在反應(yīng)器筒體的上端。
本發(fā)明積極效果如下本發(fā)明錐形導(dǎo)流筒上部的圓形廣口和圓筒狀氣罩構(gòu)成一個(gè)容積較大的氣室和一個(gè)較大的氣液分離界面，可有效減少沼氣的釋放速率和排出反應(yīng)器筒體的水汽夾帶量。
采用本發(fā)明氣、污泥、水混合液中的氣體不會(huì)進(jìn)入沉淀區(qū)筒體，即污泥與水混合物在進(jìn)入沉淀區(qū)筒體之前，氣體能有效地進(jìn)行分離去除，避免由于氣體泄漏到沉淀區(qū)筒體而干擾固、液分離效果。
本發(fā)明兩個(gè)環(huán)形通道相結(jié)合將泥水分離和氣水分離在不同部位完成，氣、污泥、水的分離效果好，從而避免了傳統(tǒng)的三相分離器中混合液體上升通道和污泥回流共用一個(gè)通道污泥回流受進(jìn)水水流干擾較大的問(wèn)題。
采用本發(fā)明能保持沉淀區(qū)液流穩(wěn)定，水流流態(tài)接近層流狀，使其具有良好的固液分離效果。
本發(fā)明設(shè)置在反應(yīng)器筒體上端的沉淀區(qū)筒體和反應(yīng)器筒體之間采用斜置的反射板相連接，這樣有效增大了沉淀區(qū)容積。采用本發(fā)明被沉淀分離的污泥能迅速返回到反應(yīng)器內(nèi)，以維持反應(yīng)器內(nèi)有很高的污泥濃度和較長(zhǎng)的污泥齡。
華北制藥康欣有限公司污水處理站，采用帶有本發(fā)明三相分離器的上流式厭氧反應(yīng)器，總投資660萬(wàn)元，占地6100m2，采用“厭氧-好氧”生化工藝處理淀粉、維生素B12混合廢水，建有500m3上流式厭氧污泥床反應(yīng)器4座，1000m3好氧曝氣池1座。單臺(tái)厭氧反應(yīng)器的處理能力達(dá)到500m3/d，進(jìn)水COD值平均為10566mg/L，出水COD值平均為992mg/L。目前通過(guò)了國(guó)家環(huán)?？偩值尿?yàn)收。
廊坊梅花味精有限公司一廠污水處理站采用帶有本發(fā)明三相分離器的上流式厭氧反應(yīng)器，總投資570萬(wàn)元，占地5118m2，采用“厭氧-好氧”處理工藝，建設(shè)GX-I型(500m3)上流式厭氧污泥床反應(yīng)器4座，3200m3好氧曝氣池1座。高濃度有機(jī)廢水首先采用厭氧反應(yīng)器進(jìn)行處理，單臺(tái)厭氧反應(yīng)器的處理能力為680m3/d時(shí)，三個(gè)月的進(jìn)水COD值平均為5632mg/L，出水COD值平均為327mg/L。厭氧反應(yīng)器出水和低濃度味精廢水混合后采用好氧曝氣池進(jìn)行處理，其處理能力達(dá)4500m3/d，進(jìn)水COD值為639mg/L，出水COD值為146mg/L，目前通過(guò)了廊坊市環(huán)保局的驗(yàn)收。
采用帶有本發(fā)明三相分離器的上流式厭氧反應(yīng)器，處理河北保檸集團(tuán)有限公司檸檬酸生產(chǎn)廢水870m3/d，穩(wěn)定運(yùn)行結(jié)果表明當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)水COD、BOD5、SS濃度分別為11584mg/L、8100mg/L和2360mg/L時(shí)，處理后出水COD、BOD5、SS分別為166mg/L、34mg/L、40mg/L，去除率分別達(dá)到98.6％、99.6％、98.3％。企業(yè)總排水口的水質(zhì)低于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-96)表2一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值。厭氧反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行負(fù)荷為5.32kgCOD/m3.d，COD去除率為95.9％，沼氣產(chǎn)量為3500m3/d。厭氧出水接觸氧化處理，COD去除率為54.9％。單臺(tái)反應(yīng)器負(fù)荷提高運(yùn)行結(jié)果表明運(yùn)行負(fù)荷可達(dá)到13.4kg COD/m3.d，COD去除率為92％。目前通過(guò)了保定市環(huán)保局組織的驗(yàn)收。


附圖1為現(xiàn)有技術(shù)中UASB反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖附圖2為本發(fā)明三相分離器結(jié)構(gòu)示意圖附圖3為使用本發(fā)明廢水處理工藝流程圖在附圖中1布水器水管、2反應(yīng)器筒體、3溫度計(jì)套管、4環(huán)形通道、5沉淀區(qū)筒體、6、環(huán)形通道7錐形導(dǎo)流筒、8廣口、9氣室、10排氣管、11氣罩、12出水槽、13出水管、14支撐槽鋼、15反射板、16取樣管、17人孔、18排泥管、19格柵、20調(diào)節(jié)池、21流量計(jì)、22換熱器、23布水器、24水封罐、25緩沖罐、26氣表、27厭氧沉淀池。
具體實(shí)施例方式
使用本發(fā)明廢水處理工藝流程如附圖3所示，廢水經(jīng)格柵19去除較大的漂浮物、懸浮物后進(jìn)入調(diào)節(jié)池20，進(jìn)行水量調(diào)節(jié)和水質(zhì)均衡。調(diào)節(jié)后廢水經(jīng)流量計(jì)21和換熱器22預(yù)熱后通過(guò)布水器23進(jìn)入本發(fā)明厭氧反應(yīng)器筒體2內(nèi)，通過(guò)進(jìn)水的水力攪拌和沼氣的氣流攪拌作用，廢水與污泥充分接觸，厭氧菌群將廢水中有機(jī)物降解為CH4和CO2(沼氣)，所產(chǎn)沼氣依次經(jīng)過(guò)水封罐24、緩沖罐25和氣表26計(jì)量后去用戶使用；厭氧出水經(jīng)厭氧沉淀池27沉淀后進(jìn)入下一級(jí)處理單元。
如附圖2所示，本發(fā)明由設(shè)置在厭氧反應(yīng)器筒體2上端的錐形導(dǎo)流筒7以及固定設(shè)置在錐形導(dǎo)流筒7上端的氣罩11構(gòu)成，氣罩11和錐形導(dǎo)流筒7的廣口8構(gòu)成氣室9，氣罩11頂端設(shè)置有排氣管10，氣罩11罩壁的下端和錐形導(dǎo)流筒7上端筒壁之間設(shè)置有環(huán)形通道6，錐形導(dǎo)流筒7筒壁下端和厭氧反應(yīng)器筒體2上筒壁之間設(shè)有環(huán)形通道4。錐形導(dǎo)流筒7的廣口8嵌置在氣罩11內(nèi)。錐形導(dǎo)流筒7和氣罩11通過(guò)支撐槽鋼14固定設(shè)置在反應(yīng)器筒體2的上端。
反應(yīng)器筒體2內(nèi)由于混合液有較高的上升水流速度和沼氣夾帶產(chǎn)生的氣流上升速度，使污泥難以與廢水實(shí)現(xiàn)分離，采用本發(fā)明，在錐形導(dǎo)流筒7內(nèi)部完成沼氣與混合液體的分離，同時(shí)錐形導(dǎo)流筒7上部的廣口8和氣罩11構(gòu)成一個(gè)容積較大的氣室9和一個(gè)較大的氣液分離界面，可有效減少沼氣的釋放速率和排出反應(yīng)器筒體2的水汽夾帶量。
本發(fā)明泥水混合液通過(guò)錐形導(dǎo)流筒7與氣罩11之間形成的環(huán)形通道6，使進(jìn)入沉淀區(qū)筒體5進(jìn)行泥水分離，廢水中的污泥發(fā)生絮凝作用，在重力作用下沉降，并沿錐形導(dǎo)流筒7的斜壁返回反應(yīng)區(qū)。為減緩水流速度并為污泥提供足夠的停留時(shí)間，本發(fā)明的反應(yīng)器筒體2的上端特意將沉淀區(qū)筒體外擴(kuò)，設(shè)置在反應(yīng)器筒體2上端的沉淀區(qū)筒體5和反應(yīng)器筒體2之間采用斜置的反射板15相連接，即和錐形導(dǎo)流筒7筒壁下端位置相對(duì)應(yīng)的厭氧反應(yīng)器筒體2的筒壁由斜置的反射板15構(gòu)成，這樣有效增大了沉淀區(qū)容積。并將沉淀區(qū)底部做成與普通豎流式沉淀池相似的結(jié)構(gòu)，坡度在50°左右，以利于污泥靠重力作用滑落回反應(yīng)器。
本發(fā)明通過(guò)沉淀區(qū)反射板15與錐形導(dǎo)流筒7形成污泥回流縫即環(huán)形通道4。根據(jù)流體力學(xué)原理，環(huán)形通道4的過(guò)流面積比環(huán)形通道6過(guò)流面積小很多，其阻力較大，廢水主要從環(huán)形通道6流出，沉降速度較大的污泥才能從環(huán)形通道4流回反應(yīng)器筒體2；而較小的絮體就被水力淘洗排出反應(yīng)器筒體2，有利于顆粒污泥的形成。
本發(fā)明環(huán)形通道4的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，與環(huán)形通道6相結(jié)合將泥水分離和氣水分離在不同部位完成，氣、污泥、水的分離效果好。從而避免了傳統(tǒng)的三相分離器中混合液體上升通道和污泥回流共用一個(gè)通道(如圖1所示)污泥回流受進(jìn)水水流干擾較大的問(wèn)題。
如附圖2所示，本發(fā)明反應(yīng)器筒體2的直徑為3-13米，錐形導(dǎo)流筒廣口8的直徑為2-9米，構(gòu)成錐形導(dǎo)流筒7斜板角度α為45°-60°，反射板15的角度β為45°-60°，圓筒狀氣罩11的直徑為2.5-10米，環(huán)形通道6的寬度為0.15-0.5米，環(huán)形通道4的寬度為0.03-0.2米。
實(shí)施例1本發(fā)明結(jié)構(gòu)如上所述，其中反應(yīng)器筒體2的直徑為3米，錐形導(dǎo)流筒廣口8的直徑為2米，構(gòu)成錐形導(dǎo)流筒7斜板角度α為45°，反射板15的角度β為45°，圓筒狀氣罩11的直徑為2.5米，環(huán)形通道6的寬度為0.25米，環(huán)形通道4的寬度為0.03米。
實(shí)施例2本發(fā)明結(jié)構(gòu)如上所述，其中反應(yīng)器筒體2的直徑為13米，錐形導(dǎo)流筒廣口8的直徑為9米，構(gòu)成錐形導(dǎo)流筒7斜板角度α為60°，反射板15的角度β為60°，圓筒狀氣罩11的直徑為10米，環(huán)形通道6的寬度為0.5米，環(huán)形通道4的寬度為0.2米。
實(shí)施例3本發(fā)明結(jié)構(gòu)如上所述，其中反應(yīng)器筒體2的直徑為6米，錐形導(dǎo)流筒廣口8的直徑為4.8米，構(gòu)成錐形導(dǎo)流筒7斜板角度α為50°，反射板15的角度β為50°，圓筒狀氣罩11的直徑為5.1米，環(huán)形通道6的寬度為0.15米，環(huán)形通道4的寬度為0.1米。
權(quán)利要求
1.一種高效厭氧反應(yīng)器的三相分離器，其特征在于其由設(shè)置在厭氧反應(yīng)器筒體(2)上端的錐形導(dǎo)流筒(7)以及固定設(shè)置在錐形導(dǎo)流筒(7)上端的氣罩(11)構(gòu)成，氣罩(11)和錐形導(dǎo)流筒(7)的廣口(8)構(gòu)成氣室(9)，氣罩(11)頂端設(shè)置有排氣管(10)，氣罩(11)罩壁的下端和錐形導(dǎo)流筒(7)上端筒壁之間設(shè)置有環(huán)形通道(6)，錐形導(dǎo)流筒(7)筒壁下端和厭氧反應(yīng)器筒體(2)上筒壁之間設(shè)有環(huán)形通道(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效厭氧反應(yīng)器的三相分離器，其特征在于錐形導(dǎo)流筒(7)的廣口(8)嵌置在氣罩(11)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高效上流式厭氧反應(yīng)器的三相分離器，其特征在于設(shè)置在反應(yīng)器筒體(2)上端的沉淀區(qū)筒體(5)和反應(yīng)器筒體(2)之間采用斜置的反射板(15)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高效厭氧反應(yīng)器的三相分離器，其特征在于和錐形導(dǎo)流筒(7)筒壁下端位置相對(duì)應(yīng)的厭氧反應(yīng)器筒體(2)的筒體筒壁由斜置的反射板(15)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種高效厭氧反應(yīng)器的三相分離器，其特征在于錐形導(dǎo)流筒(7)和氣罩(11)通過(guò)支撐槽鋼(14)固定設(shè)置在反應(yīng)器筒體(2)的上端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種上流式厭氧反應(yīng)器的三相分離器，由設(shè)置在厭氧反應(yīng)器筒體上端的錐形導(dǎo)流筒以及固定設(shè)置在錐形導(dǎo)流筒上端的氣罩構(gòu)成，氣罩和錐形導(dǎo)流筒的廣口構(gòu)成氣室，氣罩罩壁的下端和錐形導(dǎo)流筒上端筒壁之間設(shè)置有環(huán)形通道，錐形導(dǎo)流筒筒壁下端和厭氧反應(yīng)器筒體上筒壁之間設(shè)有環(huán)形通道，本發(fā)明錐形導(dǎo)流筒上部的圓形廣口和圓筒狀氣罩構(gòu)成一個(gè)容積較大的氣室和一個(gè)較大的氣液分離界面，可有效減少沼氣的釋放速率和排出反應(yīng)器筒體的水汽夾帶量，采用本發(fā)明氣、污泥、水混合液中的氣體不會(huì)進(jìn)入沉淀區(qū)筒體，氣體能有效地進(jìn)行分離去除，避免由于氣體泄漏到沉淀區(qū)筒體而干擾固、液分離效果。
文檔編號(hào)B01D21/00GK101054235SQ200710061818
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月28日
發(fā)明者楊景亮, 李再興, 郭建博, 劉春 , 羅人明, 羅曉 申請(qǐng)人:河北科技大學(xué)