CN103011404A - 内混合厌氧反应罐 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种内混合厌氧反应罐，罐体呈柱状，罐体内自下至上依次设置有锥形污泥膨胀区、反应区、气固液分离区和沉淀分离出水区；锥形污泥膨胀区为一锥形罩，沉淀分离出水区的上方设置有出水堰，罐体的顶部设置有自动回流系统，该自动回流系统包括气提管、气水分离罐和回流管，气提管与锥形污泥膨胀区和气水分离罐连接，回流管伸入到反应区下部，气水分离罐与气固液分离区之间连接有沼气管，气水分离罐与布水管之间连接有沼气循环管。本发明具有罐体高度低、絮状污泥快速启动、耐冲击负荷的能力强，进水PH值要求宽松，颗粒污泥增长快，处理能耗低的优点，且处理效率高，出水水质稳定，适用于各种浓度有机污染物的处理，操作简单，运行方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于工业污水处理生化处理阶段的厌氧反应装置，属于厌氧反应技术领域。
背景技术
现阶段用的各种厌氧反应器可以归类为高、中、低速反应器。高度小于10米，上升流速在0.5-1.0米/小时之间的厌氧反应器归类为中速厌氧反应器，中速厌氧反应器COD容积负荷通常小于5kgCOD.m3.d，启动和运行时可以用絮状污泥。中速反应器占地面积适中，投资省，运行方便，但是缺点是无法适用高浓度水质和可生化差的污水，并且系统的厌氧污泥容易流失。高速厌氧反应器以颗粒污泥反应床系统为特点的IC为代表，其HRT（水力停留时间）短，容积负荷高，通常COD容积负荷大于5kgCOD.m3.d，但是启动和运行必须使用颗粒污泥，通常高径比要求2:1以上，上升流速要求1m/h以上，且颗粒污泥生长缓慢，需经常补充新鲜的颗粒污泥。
发明内容
本发明针对现有厌氧生物反应器特别是常规IC厌氧技术存在的不足，提供一种抗冲击负荷能力高、罐体高度低、能耗低、可用絮状厌氧污泥启动且颗粒污泥形成快、生长快的内混合厌氧反应罐。
本发明的内混合厌氧反应罐，采用下述技术方案：
该反应罐，包括罐体，罐体呈柱状，高径比为1:1.5-1：2，罐体内自下至上依次设置有锥形污泥膨胀区、反应区、气固液分离区和沉淀分离出水区；锥形污泥膨胀区为一锥形罩，气固液分离区内设置有三相分离器，沉淀分离出水区的上方设置有出水堰，出水堰上设有出水管，罐体的顶部设置有自动回流系统，该自动回流系统包括气提管、气水分离罐和回流管，气提管一端与锥形污泥膨胀区连接，一端与气水分离罐连接，回流管一端与气水分离罐连接，一端伸入到反应区下部，气水分离罐与气固液分离区之间连接有沼气管，气水分离罐与布水管之间连接有沼气循环管，罐体的底部设置有伸入锥形污泥膨胀区内的布水管，罐体的底部还设置有排泥管，排泥管上设置有排泥阀。
运行时，废水从布水管进入锥形污泥膨胀区，同时通过沼气循环管带入沼气，在外界压力的作用下，气固液沿气提管到达气水分离罐，在气水分离罐内气体释放，水与污泥在重力的作用下沿回流管又返回反应区下部，在反应区内再次形成气固液，然后一起上升至气固液分离区，并在此通过实现气固液分离，清液经出水堰排出池体外，污泥在重力的作用下向池底沉降，沼气沿沼气管进入气水分离罐。池体产生的颗粒污泥经排泥管定期排出池外。
本发明具有罐体高度低、絮状污泥快速启动、耐冲击负荷的能力强，进水PH值要求宽松，颗粒污泥增长快，处理能耗低的优点，且处理效率高，出水水质稳定，适用于各种浓度有机污染物的处理，操作简单，运行方便。
附图说明
附图是本发明内混合厌氧反应罐的结构示意图
图中：1、罐体，2、锥形污泥膨胀区，3、反应区、4、气固液分离区，5、沉淀分离出水区，6、气水分离罐，7、出水堰，8、布水管，9、排泥管，10、回流管，11、气提管，12、沼气循环管，13、沼气管，14、出水管。
具体实施方式
如附图所示，本发明的内混合厌氧反应罐主要包括柱状罐体1，罐体高径比为1:1.5-1：2，罐体1采用钢结构，整个构筑物呈柱状，为一多区域、多功能结合体。罐体1内自下至上依次设置有锥形污泥膨胀区2、反应区3、气固液分离区4和沉淀分离出水区5。锥形污泥膨胀区2为一锥形罩。气固液分离区4内设置有三相分离器。沉淀分离出水区5的上方设置有出水堰7，出水堰7上设有出水管14。罐体1的顶部设置有自动回流系统，该自动回流系统包括气提管11、气水分离罐6和回流管10，气提管11一端与气水分离罐6连接，一端与锥形污泥膨胀区2连接，气提管11将锥形污泥膨胀区2内的高浓度污泥和高浓废水混合液提升至气水分离罐6，借助高效传质，达到颗粒污泥快速生长的目的。回流管10一端与气水分离罐6连接，一端伸入到反应区3的下部，分离后的泥水经回流管10自流回反应区3。罐体1的底部设置有伸入锥形污泥膨胀区2内的布水管8，布水管8设有进水阀。罐体1的底部还设置有排泥管9，排泥管9上设置有排泥阀，排泥时打开控制阀，通过自压将池底污泥排出。
气水分离罐6与气固液分离区4之间连接有沼气管13，将反应区3内的沼气引入气水分离罐6，再通过气水分离罐6排出。气水分离罐6与布水管8之间连接有沼气循环管12，将沼气引入锥形污泥膨胀区2，通过沼气的循环，使锥形污泥膨胀区2内始终与外界形成密度差，保证连续进行气提。
上述内混合厌氧反应罐的运行过程是：
废水从布水管8进入锥形污泥膨胀区2，同时通过沼气循环管12将沼气带入，使锥形污泥膨胀区2内水密度降低，于是在外界压力的作用下气固液沿气提管11到达气水分离罐6，在气水分离罐6内气体释放，水与污泥在重力的作用下沿回流管10又返回反应区3下部，在反应区3内仍存在厌氧菌对有机物的降解，同时产生沼气，再次形成气固液，然后一起上升至气固液分离区4，并在此通过三相分离器实现气固液分离，清液经沉淀区5和出水堰7沿排水管14排出池体外，污泥在重力的作用下向池底沉降，沼气沿沼气管13进入气水分离罐6。池体1产生的颗粒污泥经排泥管9定期排出池外。
锥形污泥膨胀区2内污泥浓度高，产气量大，反应区3内污泥浓度低，气提管11内与管外形成明显的密度差，气水混合液提升至气水分离罐6，反应区3内的气水混合液上升，锥形污泥膨胀区2内形成负压，反应区3内泥水混合液快速补充。锥形污泥膨胀区2是使泥水混合充分、传质效率最高的地方。在反应区3内微生物与有机污染物充分吸附降解，是污染物去除最高的地方。气水分离罐6起到连接锥形污泥膨胀区2和反应区3的作用，目的在于让高浓度的有机废水在短时间内与微生物充分接触，为颗粒物的快速繁殖提供充足的营养物质，促进生物繁殖，同时借助高速冲刷，剪切，形成活性高的颗粒污泥。
上述内混合厌氧反应罐的特点是高径比小（1:1.5-1：2），高度一般在10米以下，减少提升能耗；COD容积负荷高，可达10 kg/m3.d以上；可用絮状污泥启动，且颗粒污泥的形成快；反应器底部水的流速快，传质效率高，促进了微生物与污染物的有效接触和能量传递；布水方式按照壁面射流力学的理论设计，避免死角，克服短流现象的发生；沼气循环气提，强化传质效率。整个系统启动快，颗粒污泥的产生率高，有效解决了现有厌氧工艺中颗粒污泥生长慢，需要经常补充的问题。
工程实例：
利用一个Φ5.72*7.5米的UASB（上流式厌氧污泥床反应器）和同样高径比的本发明（实用新型）内混合厌氧反应罐对污水进行处理，水质及负荷情况如下：
UASB：进水COD12000mg/l，出水3600mg/l，去除率70%，ph值5，需加碱调节ph值至7，水量160m3/d，容积负荷7.5kg/m3.d。
内混合厌氧反应罐：进水COD12000mg/l，出水400-600mg/l，去除率95%，pH值进5，不需要加减调节，处理水量160m3/d，容积负荷达到10.2kg/m3.d。
Claims (1)
1.一种内混合厌氧反应罐，包括罐体，其特征在于：罐体呈柱状，高径比为1:1.5-1：2，罐体内自下至上依次设置有锥形污泥膨胀区、反应区、气固液分离区和沉淀分离出水区；锥形污泥膨胀区为一锥形罩，气固液分离区内设置有三相分离器，沉淀分离出水区的上方设置有出水堰，出水堰上设有出水管，罐体的顶部设置有自动回流系统，该自动回流系统包括气提管、气水分离罐和回流管，气提管一端与锥形污泥膨胀区连接，一端与气水分离罐连接，回流管一端与气水分离罐连接，一端伸入到反应区下部，气水分离罐与气固液分离区之间连接有沼气管，气水分离罐与布水管之间连接有沼气循环管，罐体的底部设置有伸入锥形污泥膨胀区内的布水管，罐体的底部还设置有排泥管，排泥管上设置有排泥阀。
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