專利名稱：一種厭氧固體反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種厭氧固體反應(yīng)器，該設(shè)備是以含高濃度固形有機(jī)物廢水為原料 生產(chǎn)沼氣的，可用于酒糟廢液、畜禽養(yǎng)殖廢液等高含固、高濃度有機(jī)廢水的處理和能源 回收。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)保要求的提高和資源回收利用的需要，厭氧發(fā)酵法在處理農(nóng)產(chǎn)品加工廢 棄物、畜禽養(yǎng)殖廢水，并產(chǎn)生新能源_沼氣方面發(fā)揮著重要作用，以厭氧發(fā)酵法制取沼 氣為核心的生態(tài)工程模式已成為高含固有機(jī)廢棄物處理與資源綜合利用的發(fā)展方向，也 對厭氧技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提出了要求。為了盡量回收廢棄物中的生物質(zhì)能，產(chǎn)生更多的 沼氣，可適于全糟厭氧發(fā)酵的升流式固體反應(yīng)器(USR)得到應(yīng)用。該反應(yīng)器處理酒糟廢 液和畜禽糞液時不需固液分離預(yù)處理，具有投資少，控制和管理簡單、抗不利條件強(qiáng)和 能耗低等特點，近年來在處理高固形物有機(jī)廢液方面應(yīng)用越來越廣泛。傳統(tǒng)USR反應(yīng)器 內(nèi)不設(shè)攪拌裝置，進(jìn)料通過反應(yīng)器底部均勻分布的管道配水系統(tǒng)進(jìn)入池底，然后向上升 流通過污泥床而被厭氧微生物轉(zhuǎn)化為沼氣，在大型沼氣工程中，USR反應(yīng)器容積大且直 徑很大 ，由于進(jìn)料量較小，該種布水方式實際無法達(dá)到均勻布水的要求且易堵塞，從而 造成反應(yīng)器出現(xiàn)死區(qū)，實際有效容積大大減小，另外，僅靠池內(nèi)產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行自然攪 拌也無法提供足夠的混合作用，反應(yīng)器內(nèi)微生物與固形有機(jī)物不能有效的接觸，傳質(zhì)和 厭氧消化反應(yīng)速率低，有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成沼氣的轉(zhuǎn)化率較低。另外，據(jù)有關(guān)資料介紹，工 程上曾發(fā)生過因液面結(jié)殼使氣體無法釋放而導(dǎo)致罐體漲裂的工程事故。因此，對于USR 反應(yīng)器，處理含固率高的有機(jī)廢水，必須要保證進(jìn)料與池內(nèi)厭氧微生物的混合接觸，必 須采取強(qiáng)化混合措施。本發(fā)明針對上述實際問題，通過改進(jìn)USR的裝置結(jié)構(gòu)和操作方 式，提高了 USR工程運(yùn)行可靠性和有機(jī)物的沼氣轉(zhuǎn)化率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種方便污泥混合的厭氧固體反應(yīng)器。本發(fā)明是通過如下 技術(shù)方案實現(xiàn)的一種厭氧固體反應(yīng)器，包括反應(yīng)罐池體，其特殊之處在于所述反應(yīng)罐池體中 部為圓柱形，上部為錐臺形，下部為倒錐臺形，反應(yīng)罐池體上部設(shè)有沼氣排出裝置、排 水裝置，反應(yīng)罐池體內(nèi)部設(shè)有相分離裝置、穩(wěn)流裝置、集氣破殼裝置、回流攪拌裝置和 進(jìn)水裝置，反應(yīng)罐池體下部設(shè)有排泥裝置。該厭氧固體反應(yīng)器，為了便于收集沼氣上部設(shè)成圓柱形，下部為了便于污泥聚 集設(shè)成倒錐臺形，同時反應(yīng)罐池體上部設(shè)有沼氣排出裝置、排水裝置，為了便于有機(jī)物 的反應(yīng)，反應(yīng)罐池體內(nèi)部設(shè)有相分離裝置、穩(wěn)流裝置、集氣破殼裝置、回流攪拌和進(jìn)水 裝置，為便于排出污泥反應(yīng)罐池體下部設(shè)有排泥裝置。所述穩(wěn)流裝置為呈輻射狀布置的穩(wěn)流板；所述集氣破殼裝置為反應(yīng)罐池體上部形集氣罩，集氣罩的頂部設(shè)置氣體出口，即在集氣罩的上部開孔或 設(shè)置管道，收集的沼氣從罩頂孔洞或管道集中排出，對水面污泥層形成沖擊，防止水面 污泥結(jié)殼，所述沼氣排放裝置為設(shè)置在反應(yīng)罐池體頂部的管道；所述相分離裝置由設(shè)置 在反應(yīng)罐池體上部的豎直的圓柱形擋渣裝置和下部傾斜的裙板組成；相分離裝置內(nèi)測為 混合與沼氣釋放區(qū)，外側(cè)為沉淀分離區(qū)，沉淀分離區(qū)下方設(shè)置穩(wěn)流裝置，所述穩(wěn)流裝置 為呈輻射狀布置的穩(wěn)流板，所述回流攪拌裝置由回流水管、回流攪拌加壓泵和進(jìn)水噴射 管組成，該裝置的混合液經(jīng)回流水管在回流攪拌加壓泵的作用下在回流水管與該容器內(nèi) 循環(huán)流動并與該容器內(nèi)的厭氧生物反應(yīng)，從而起到攪拌的作用，使廢液中的有機(jī)固體與 厭氧微生物充分接觸反應(yīng)，有機(jī)固體被液化發(fā)酵和厭氧分解，所述排泥裝置為設(shè)置在反 應(yīng)罐池體底部的排泥管；使沉渣和多余污泥排出，所述排水裝置為設(shè)置在反應(yīng)罐池體內(nèi) 側(cè)上部的出水槽和設(shè)置在出水槽上的排水管，使反應(yīng)完的上清液流出。本新型厭氧反應(yīng)器工作過程高有機(jī)固體含量大于5%的廢液由池底進(jìn)水?dāng)嚢?裝置進(jìn)入該裝置內(nèi)，在攪拌作用下與下部污泥混合，然后向上升流通過含有高濃度厭氧 微生物的固體床，使廢液中的有機(jī)固體與厭氧微生物充分接觸反應(yīng)，有機(jī)固體被液化發(fā) 酵和厭氧分解，通過開啟回流泵和高效攪拌裝置，在反應(yīng)器中形成水平方向及斜向的旋 轉(zhuǎn)循環(huán)流動，使反應(yīng)器內(nèi)的泥水混合物處于懸浮狀態(tài)，使進(jìn)料與反應(yīng)器污泥中厭氧微生 物得到較充分混合接觸，而產(chǎn)生的沼氣在污泥層上升也具有攪拌混合作用，促進(jìn)了固體 與微生物的接觸，由于設(shè)置了集氣罩，一定面積內(nèi)上升的沼氣被集氣罩收集后從罩頂部 的孔洞或管道中集中釋放，氣流快速上升至液面，由于集中氣流大，對液面有較大的沖 擊作用，可對浮渣層起到破碎作用，防止污泥在液面上部結(jié)殼，也可對已形成的污泥浮 渣層起到破碎或破殼作用，集氣罩及上升氣流的帶動作用，可使混合液沿集氣罩形成縱 向循環(huán)，提高了混合作用。集氣罩的數(shù)量及直徑與厭氧反應(yīng)罐直徑有關(guān)，厭氧罐直徑越 大，集氣罩的數(shù)量越多，在長期穩(wěn)定運(yùn)行過程中，在相分離裝置內(nèi)測，不斷有固體被沼 氣攜帶到浮渣層，同時也有經(jīng)脫氣的固體返回到固體床去，厭氧反應(yīng)罐液面頂部集氣室 中的沼氣經(jīng)沼氣管引出池外。該裝置可以采用間歇回流攪拌的運(yùn)行方式，當(dāng)停止回流，由于重力作用固體床 區(qū)有自然沉淀作用，混合液中的固形物被累積在固體床下部，使反應(yīng)器內(nèi)保持較高的固 體量和生物量，可使反應(yīng)器有較長的污泥停留時間。通過固體床的水流經(jīng)上部的沉淀 區(qū)沉淀分離，上清液從出水槽溢流經(jīng)排水管道排出厭氧反應(yīng)器，旋轉(zhuǎn)攪動的混合液在進(jìn) 入沉淀區(qū)時，由于相分離裝置下部設(shè)置的穩(wěn)流板的穩(wěn)流作用，水平方向的循環(huán)旋轉(zhuǎn)被抵 消，沉淀區(qū)內(nèi)水流穩(wěn)定上升，穩(wěn)流裝置下部混合液的循環(huán)混合不會影響沉淀區(qū)內(nèi)的沉淀 作用。總之，本發(fā)明的有益效果該設(shè)備克服了反應(yīng)器內(nèi)污泥不易混合、污泥停留時 間短和表面泥層結(jié)殼影響沼氣釋放等問題。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明圖1為本發(fā)明的主視圖；圖2為圖1的俯視圖。
4
圖中，1、進(jìn)水管，2、誘導(dǎo)攪拌噴射管，3、反應(yīng)罐池體，4、集氣破殼裝置， 5、氣體出口，6、相分離裝置，7、穩(wěn)流裝置，8、管道，9、排水管，10、排泥裝置， 11、回流攪拌加壓泵，12、回流水管，13、出水槽。
具體實施例方式附圖為本發(fā)明的一種具體實施例。該實施例包括反應(yīng)罐池體3，其特征是所 述反應(yīng)罐池體3中部為圓柱形，上部為錐臺形，下部為倒錐臺形，反應(yīng)罐池體3上部設(shè)有 沼氣排出裝置、排水裝置，反應(yīng)罐池體3內(nèi)部設(shè)有相分離裝置6、穩(wěn)流裝置7、集氣破殼 裝置4、回流攪拌和進(jìn)水裝置，反應(yīng)罐池體3下部設(shè)有排泥裝置10，穩(wěn)流裝置7為呈輻射 狀布置的穩(wěn)流板，所述集氣破殼裝置為反應(yīng)罐池體3上部設(shè)置的一個或傘形集氣罩，所 述集氣罩頂部設(shè)置氣體出口 5 (開孔或設(shè)置管道)，所述沼氣排放裝置為設(shè)置在反應(yīng)罐池 體3頂部的管道8，所述相分離裝置6由設(shè)置在反應(yīng)罐池體3上部的豎直的圓柱形擋渣裝 置和下部傾斜的裙板組成，所述回流攪拌裝置由回流水管12、回流攪拌加壓泵11和進(jìn)水 噴射管2組成，所述排泥裝置為設(shè)置在反應(yīng)罐池體底部的排泥管，所述排水裝置為設(shè)置 在反應(yīng)罐池體3內(nèi)側(cè)上部的出水槽13和設(shè)置在出水槽上的排水管9。該厭氧反應(yīng)罐池體3內(nèi)下部設(shè)有與外部連通的原料與回流進(jìn)水管1，部分混合液 通過上部回流水管12在回流加壓泵11的作用下與原料一起通過進(jìn)水管1并經(jīng)過誘導(dǎo)攪拌 噴射管2進(jìn)入反應(yīng)器，在噴射流的作用下，誘導(dǎo)反應(yīng)罐中混合液產(chǎn)生循環(huán)流動，提高了 有機(jī)物與微生物的接觸傳質(zhì)效果和厭氧反應(yīng)速率，避免了反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生死區(qū)，污水在厭 氧反應(yīng)器中停留適當(dāng)?shù)臅r間后，有機(jī)物得到有效的去除并產(chǎn)生沼氣。罐內(nèi)一定高度上有 集氣罩4，污泥層中的沼氣在上升過程中進(jìn)入集氣罩4中，氣體沿集氣罩斜面向上匯集到 頂部并從集氣罩頂部的氣體出口 5(開孔或設(shè)置出氣短管)集中排出，向上的氣流強(qiáng)度大 大增加，對液面浮渣層產(chǎn)生較大的沖擊波動，防止污泥在液面結(jié)殼，同時，由于沼氣在 通過集氣罩上的氣體出口 5時的氣液提升作用，在集氣罩內(nèi)外混合液形成縱向循環(huán)，進(jìn) 一步提高了攪拌混合效果。由于設(shè)置了相分離裝置6，相分離裝置6擋渣板將沼氣釋放 區(qū)與沉淀區(qū)分隔開，沼氣的攪動對沉淀區(qū)水流不產(chǎn)生影響。循環(huán)流動的混合液螺旋上升 至穩(wěn)流板處時，由于穩(wěn)流板的阻擋作用，進(jìn)入沉淀區(qū)的污水流態(tài)呈穩(wěn)定緩慢向上流動狀 態(tài)，由于流速非常小，在此區(qū)域污泥沉淀回落到穩(wěn)流板下部的混合反應(yīng)區(qū)，保證了足夠 長的生物污泥停留時間。高效升流式厭氧反應(yīng)罐池體3內(nèi)側(cè)上部設(shè)有排水槽13和排水管 9，沉淀區(qū)的上清液溢流到出水槽13中，經(jīng)排水管9排至池外，反應(yīng)罐池體3內(nèi)產(chǎn)生的沼 氣在罐頂收集后經(jīng)頂部的管道8排至沼氣儲罐等設(shè)施。污泥和不容易處理的雜質(zhì)則通過 排泥管定期排出反應(yīng)器。
權(quán)利要求
1.一種厭氧固體反應(yīng)器，包括反應(yīng)罐池體(3)，其特征是所述反應(yīng)罐池體(3)中部 為圓柱形，上部為錐臺形，下部為倒錐臺形，反應(yīng)罐池體(3)上部設(shè)有沼氣排出裝置、 排水裝置，反應(yīng)罐池體(3)內(nèi)部設(shè)有相分離裝置(6)、穩(wěn)流裝置(7)、集氣破殼裝置(4)、 回流攪拌裝置和進(jìn)水裝置，反應(yīng)罐池體(3)下部設(shè)有排泥裝置(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧固體反應(yīng)器，其特征是所述穩(wěn)流裝置(7)為呈輻射狀 布置的穩(wěn)流板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧固體反應(yīng)器，其特征是所述集氣破殼裝置為反應(yīng)罐 池體(3)上部設(shè)置的一個或多個傘形集氣罩，所述集氣罩頂部設(shè)置氣體出口(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧固體反應(yīng)器，其特征是所述沼氣排放裝置為設(shè)置在 反應(yīng)罐池體(3)頂部的管道(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧固體反應(yīng)器，其特征是所述相分離裝置(6)由設(shè)置在 反應(yīng)罐池體(3)上部的豎直的圓柱形擋渣裝置和下部傾斜的裙板組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧固體反應(yīng)器，其特征是所述回流攪拌裝置由回流水 管(12)、回流攪拌加壓泵(11)和進(jìn)水噴射管(2)組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧固體反應(yīng)器，其特征是所述排泥裝置(10)為設(shè)置在 反應(yīng)罐池體底部的排泥管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧固體反應(yīng)器，其特征是所述排水裝置為設(shè)置在反應(yīng) 罐池體(3)內(nèi)側(cè)上部的出水槽(13)和設(shè)置在出水槽上的排水管(9)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種厭氧固體反應(yīng)器，該設(shè)備是以含高濃度固形有機(jī)物廢水為原料生產(chǎn)沼氣的，可用于酒糟廢液、畜禽養(yǎng)殖廢液等高含固、高濃度有機(jī)廢水的處理和能源回收。該厭氧固體反應(yīng)器，包括反應(yīng)罐池體，其特殊之處在于所述反應(yīng)罐池體中部為圓柱形，上部為錐臺形，下部為倒錐臺形，反應(yīng)罐池體上部設(shè)有沼氣排出裝置、排水裝置，反應(yīng)罐池體內(nèi)部設(shè)有相分離裝置、穩(wěn)流裝置、集氣破殼裝置、回流攪拌和進(jìn)水裝置，反應(yīng)罐池體下部設(shè)有排泥裝置。本發(fā)明的有益效果該設(shè)備克服了反應(yīng)器內(nèi)污泥不易混合、污泥停留時間短和表面泥層結(jié)殼影響沼氣釋放等問題。
文檔編號C02F11/04GK102010113SQ201010521868
公開日2011年4月13日 申請日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者劉建廣, 張春陽 申請人:山東建筑大學(xué)