專利名稱：首格升流式abr反應(yīng)器改進(jìn)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污廢水厭氧處理裝置及方法，屬于反應(yīng)器范疇，主要用于城鎮(zhèn)生活污水、化工、印染等工業(yè)廢水的前處理，中小規(guī)模生活污水收集后可直接進(jìn)入本反應(yīng)器， 工業(yè)廢水經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)入本反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
厭氧處理反應(yīng)器主要有上流式厭氧污泥床(UASB)、膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器 (EGSB)、厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(IC)、厭氧折板反應(yīng)器(ABR)等。UASB反應(yīng)器由于同時(shí)具備厭氧過濾及厭氧活性污泥法的雙重特點(diǎn)，在形成顆粒污泥的基礎(chǔ)上，通過三相分離器有效分離泥水和沼氣，因而耐沖擊負(fù)荷；缺點(diǎn)是三相分離器結(jié)構(gòu)復(fù)雜。ABR反應(yīng)器的特點(diǎn)是在反應(yīng)器內(nèi)沿水流方向設(shè)置多個(gè)折流擋板，將反應(yīng)器分隔成若干個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)區(qū)，每個(gè)反應(yīng)區(qū)又分隔成上流室和降流室，由于折流板的阻擋和污泥的自身沉降性能，污泥多被截留在各自的反應(yīng)區(qū)內(nèi)，形成相對獨(dú)立的微生物反應(yīng)區(qū)。缺點(diǎn)是首格反應(yīng)區(qū)要承受的負(fù)荷遠(yuǎn)大于平均負(fù)荷，造成局部負(fù)荷過載；容積較大、上升流速較小的升流室易形成溝流和死角，大大減小了反應(yīng)器容積負(fù)荷。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的本發(fā)明目的是將首格升流式ABR反應(yīng)器改進(jìn)裝置分為首格升流式反應(yīng)區(qū)、折流反應(yīng)室串聯(lián)反應(yīng)區(qū)。借鑒UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)原理，充分利用首格進(jìn)水泵進(jìn)行動力布水，在ABR 反應(yīng)器的首格反應(yīng)區(qū)設(shè)置三相分離器，采用上流式進(jìn)水方式，將首格反應(yīng)區(qū)分割成反應(yīng)區(qū)、 泥水分離區(qū)、排氣區(qū)，有效提高ABR反應(yīng)器應(yīng)對高負(fù)荷污廢水沖擊的能力。在上向流反應(yīng)室設(shè)置導(dǎo)流板和擋板，并采用周邊堰溢流出水方式，有效提高上流室污水混合紊流程度；在上流室設(shè)置填料區(qū)，提高厭氧微生物富集效果并可有效截流上升污泥以防進(jìn)入下一反應(yīng)區(qū)， 營造相對獨(dú)立的厭氧微生物增殖環(huán)境。2、技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案一種污廢水厭氧處理裝置，首格反應(yīng)室采用UASB反應(yīng)器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，在上部設(shè)置折流擋板，中部設(shè)置反射錐，將首格反應(yīng)區(qū)分為反應(yīng)區(qū)、排氣區(qū)、泥水分離區(qū)，可有效減少因?yàn)楫a(chǎn)氣和水流上升引起的厭氧污泥流失；首格反應(yīng)區(qū)之后為多個(gè)下向流反應(yīng)室和上向流反應(yīng)室的串聯(lián)，下向流與上向流反應(yīng)室通過導(dǎo)流板和斜板分隔開，上向流反應(yīng)室寬度大于下向流反應(yīng)室，上流室設(shè)置填料，從而形成污泥沉降區(qū)、填料區(qū)、上流室泥水分離區(qū)三個(gè)區(qū)；污廢水在上下流反應(yīng)室折流過程中除了導(dǎo)流板的導(dǎo)流作用外，還有上流室擋板阻擋所起到的均勻布水作用，結(jié)合周邊堰出水方式，污廢水在上流室紊流混合，克服了傳統(tǒng)ABR反應(yīng)器上流室溝流和死角多的缺點(diǎn)?！N污廢水厭氧處理方法，其步驟為一、污廢水從底部進(jìn)入反應(yīng)器首格反應(yīng)區(qū)，在反應(yīng)區(qū)A形成顆粒污泥，發(fā)酵產(chǎn)生氣體混合污泥在上升過程中碰撞反射錐( 和折流擋板(1)，引起泥氣分離，分離后氣體從排氣區(qū)(B)排出并通過排氣口(9)回收利用，脫氣后的泥水混合液進(jìn)入泥水分離區(qū)(C)進(jìn)行泥水分離，分離上清液溢流進(jìn)入下一個(gè)反應(yīng)區(qū)，沉淀后的污泥滑落到主體反應(yīng)區(qū)(A)參與污染物分解作用。二、ABR反應(yīng)器各反應(yīng)區(qū)通過隔板或隔墻(3)隔開，下向流反應(yīng)室和上向流反應(yīng)室通過導(dǎo)流板(4)和斜板(5)分隔開，首格反應(yīng)區(qū)出水進(jìn)入ABR反應(yīng)器下向流反應(yīng)室(D1)，在導(dǎo)流板(4)及斜板(5)導(dǎo)流作用下進(jìn)入上流室，擋板(6)起到均勻進(jìn)水的作用，上流室寬度大于下流室，因而進(jìn)入上流室的流速會顯著降低，促進(jìn)污泥在上流室底部形成污泥沉降區(qū) (El)，上流室中部為填料區(qū)(Fl)，設(shè)置組合填料或懸浮填料球等，富集厭氧微生物，通過微生物分解有效凈化污水，形成的泥水混合物在Gl區(qū)泥水分離后，上清液通過周邊堰(8)溢流收集進(jìn)入下一個(gè)反應(yīng)區(qū)，多次凈化后溢流排出。上下流反應(yīng)室串聯(lián)數(shù)量因進(jìn)水水質(zhì)而異。三、斜板(5)導(dǎo)流結(jié)合擋板(6)均勻進(jìn)水、周邊堰(8)溢流出水，有效起到了上流室污水的紊流混合作用。每個(gè)ABR反應(yīng)區(qū)底部設(shè)有傾斜坡度(7)，沉降的污泥滑落到反應(yīng)區(qū)一角，定期清除。3、有益效果1)由于首格反應(yīng)區(qū)采用類似UASB的上流式進(jìn)水，具備可形成顆粒污泥的條件，容積負(fù)荷高，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，有效提高了整個(gè)ABR反應(yīng)器抗沖擊負(fù)荷的能力，解決了傳統(tǒng) ABR反應(yīng)器首格反應(yīng)區(qū)承受負(fù)荷大，局部負(fù)荷過載的問題；三相分離器的設(shè)置，可有效減少因?yàn)楫a(chǎn)氣和水流引起的厭氧污泥流失問題。2)污廢水在上下流反應(yīng)室折留過程中除了有導(dǎo)流板的導(dǎo)流作用外，還有擋板阻擋起到的均勻布水作用，結(jié)合周邊堰出水方式，污廢水在上流室充分混合，克服了傳統(tǒng)ABR反應(yīng)器上流室溝流和死角多的缺點(diǎn)。3)上流室設(shè)置填料區(qū)，提高厭氧微生物富集效果的同時(shí)，可阻隔厭氧污泥的上升， 上清液從泥水分離區(qū)頂部周邊堰溢流出水，沉降污泥集中在各自反應(yīng)區(qū)的一角，定期清除， 不對其他反應(yīng)區(qū)造成影響，各反應(yīng)區(qū)營造了相對獨(dú)立的厭氧微生物增殖環(huán)境，厭氧微生物種類繁多，厭氧過程也復(fù)雜多過程，分區(qū)的方式可提高厭氧處理的效率。


圖1是首格升流式ABR反應(yīng)器改進(jìn)裝置示意圖。其中1為折流擋板，2為反射錐，3為隔板或隔墻，4為導(dǎo)流板，5為導(dǎo)流板斜板，6為擋板，7為斜坡，8為周邊出水堰，9為排氣口 ；A為反應(yīng)區(qū)，B為排氣區(qū)，C為泥水分離區(qū)，D1、 D2、D3為下向流反應(yīng)室，E1、E2、E3為污泥沉降區(qū)，F(xiàn)1、F2、F3為填料區(qū)，G1、G2、G3上流室泥水分離區(qū)。圖2是周邊堰溢流出水示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1、2進(jìn)一步對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例對照圖1、2，首格升流式ABR反應(yīng)器改進(jìn)裝置主體結(jié)構(gòu)可以是磚混結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，整個(gè)反應(yīng)器分為四個(gè)反應(yīng)區(qū)，分別為首格升流式反應(yīng)區(qū)、三個(gè)上下流反應(yīng)室串聯(lián)反應(yīng)區(qū)，各反應(yīng)區(qū)通過隔板或隔墻(3)隔開。污廢水經(jīng)收集后從底部進(jìn)入反應(yīng)器首格反應(yīng)區(qū)，進(jìn)水管開口向下以防沉淀污泥堵塞進(jìn)水管。污水升流過程中接觸反應(yīng)區(qū)A內(nèi)形成的顆粒污泥，厭氧微生物分解、同化吸收污水中有機(jī)物及氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)，有機(jī)物分解產(chǎn)生的甲烷、氫氣等氣體物質(zhì)混合部分污泥上升，碰撞反射錐(2)和折流擋板(1)，反射錐和折流擋板為鋼結(jié)構(gòu)或硬質(zhì)塑料結(jié)構(gòu)，反射錐為三角形狀，折流擋板折角120° 145°，反射錐和折流擋板在一側(cè)方向上重疊有余，氣體反射阻擋后從排氣區(qū)(B)排出并通過排氣口(9)回收利用，氣體分離后的泥水混合液通過反射錐和折流擋板之間的缺口進(jìn)入泥水分離區(qū)(C)，在泥水分離區(qū)沒有了產(chǎn)氣的擾動，污泥在重力作用下沉降，遇反射錐滑落到反應(yīng)區(qū)繼續(xù)參與污染物凈化作用，上清液則溢流進(jìn)入第二格反應(yīng)區(qū)的下流室(Dl)。第二格反應(yīng)區(qū)上下流室通過導(dǎo)流板(4)和斜板( 分隔開，導(dǎo)流板、斜板可以為鋼制或硬質(zhì)塑料，導(dǎo)流板與斜板夾角在 120° 145°，上下流反應(yīng)室體積2 1 3 1，污水在導(dǎo)流板和斜板的導(dǎo)流下進(jìn)入上流室，由于體積增大，上流室污水上升流速較下流室下降流速顯著降低，擋板(6)阻擋促進(jìn)布水均勻的同時(shí)促使污水中懸浮物質(zhì)在污泥沉降區(qū)(El)沉降，第二反應(yīng)區(qū)底部斜坡坡度為5%，沉降的污泥滑落到反應(yīng)區(qū)一角，定期清除。上流室中部填料區(qū)(Fl)占上流室體積 1/3 1/2，填料采用組合填料或懸浮填料球(懸浮填料球需固定住)等富集厭氧微生物， 填料上富集的微生物是污水凈化的主要參與者，脫落的微生物部分沉降進(jìn)入污泥沉降區(qū)， 部分隨同上流污水進(jìn)入上流室泥水分離區(qū)(Gl)，在重力作用下逐漸沉淀，上清液則通過周邊堰(8)溢流進(jìn)入第三格反應(yīng)區(qū)的下流室(D2)，周邊堰可以為平口堰或鋸齒堰。第三格反應(yīng)區(qū)上下流室通過導(dǎo)流板(4)和斜板( 分隔開，導(dǎo)流板、斜板可以為鋼制或硬質(zhì)塑料，導(dǎo)流板與斜板夾角在120° 145°，上下流反應(yīng)室體積2 1 3 1，污水在導(dǎo)流板和斜板的導(dǎo)流下進(jìn)入上流室，由于體積增大，上流室污水上升流速較下流室下降流速顯著降低， 擋板(6)阻擋促進(jìn)布水均勻的同時(shí)促使污水中懸浮物質(zhì)在污泥沉降區(qū)(E》沉降，第三反應(yīng)區(qū)底部斜坡坡度為5%，沉降的污泥滑落到反應(yīng)區(qū)一角，定期清除。上流室中部填料區(qū)(F2) 占上流室體積1/3 1/2，填料采用組合填料或懸浮填料球(懸浮填料球需固定住)等富集厭氧微生物，填料上富集的微生物是污水凈化的主要參與者，脫落的微生物部分沉降進(jìn)入污泥沉降區(qū)，部分隨同上流污水進(jìn)入上流室泥水分離區(qū)(G2)，在重力作用下逐漸沉淀，上清液則通過周邊堰(8)溢流進(jìn)入第四格反應(yīng)區(qū)的下流室(D3)，周邊堰可以為平口堰或鋸齒堰。第四格反應(yīng)區(qū)上下流室通過導(dǎo)流板(4)和斜板(5)分隔開，導(dǎo)流板、斜板可以為鋼制或硬質(zhì)塑料，導(dǎo)流板與斜板夾角在120° 145°，上下流反應(yīng)室體積2 1 3 1，污水在導(dǎo)流板和斜板的導(dǎo)流下進(jìn)入上流室，由于體積增大，上流室污水上升流速較下流室下降流速顯著降低，擋板(6)阻擋促進(jìn)布水均勻的同時(shí)促使污水中懸浮物質(zhì)在污泥沉降區(qū)(E3)沉降，第四反應(yīng)區(qū)底部斜坡坡度為5%，沉降的污泥滑落到反應(yīng)區(qū)一角，定期清除。上流室中部填料區(qū)(F!3)占上流室體積1/3 1/2，填料采用組合填料或懸浮填料球(懸浮填料球需固定住)等富集厭氧微生物，填料上富集的微生物是污水凈化的主要參與者，脫落的微生物部分沉降進(jìn)入污泥沉降區(qū)，部分隨同上流污水進(jìn)入上流室泥水分離區(qū)(G3)，在重力作用下逐漸沉淀，上清液則溢流排出。
權(quán)利要求
1.首格升流式ABR反應(yīng)器改進(jìn)裝置，其特征是包括首格升流式反應(yīng)區(qū)、折流反應(yīng)室串聯(lián)反應(yīng)區(qū)。首格反應(yīng)室采用UASB反應(yīng)器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，在上部設(shè)置折流擋板，中部設(shè)置反射錐， 將首格反應(yīng)區(qū)分為反應(yīng)區(qū)、排氣區(qū)、泥水分離區(qū)；首格反應(yīng)區(qū)之后為多個(gè)下向流反應(yīng)室和上向流反應(yīng)室的串聯(lián)，下向流與上向流反應(yīng)室通過導(dǎo)流板和斜板分隔開，上向流反應(yīng)室寬度大于下向流反應(yīng)室，上流室設(shè)置填料，從而形成污泥沉降區(qū)、填料區(qū)、泥水分離區(qū)三個(gè)區(qū)；污廢水在上下流反應(yīng)室折流過程中除了導(dǎo)流板和斜板的導(dǎo)流作用外，還有上流室擋板的阻擋以起到均勻布水作用，結(jié)合周邊堰出水方式，污廢水及污泥在上流室混合。
2.首格升流式ABR反應(yīng)器改進(jìn)方法，其特征是該方法包括如下步驟一、污廢水從底部進(jìn)入反應(yīng)器首格反應(yīng)區(qū)，在反應(yīng)區(qū)A形成顆粒污泥，發(fā)酵產(chǎn)生氣體混合污泥在上升過程中碰撞反射錐( 和折流擋板(1)，引起泥氣分離，分離后氣體從排氣區(qū) (B)排出并通過排氣口(9)回收利用，脫氣后的泥水混合液進(jìn)入泥水分離區(qū)(C)進(jìn)行泥水分離，分離上清液溢流進(jìn)入下一個(gè)反應(yīng)區(qū)，沉淀后的污泥滑落到主體反應(yīng)區(qū)(A)參與污染物分解作用。二、ABR反應(yīng)器各反應(yīng)區(qū)通過隔板或隔墻(3)隔開，下向流反應(yīng)室和上向流反應(yīng)室通過導(dǎo)流板(4)利斜板(5)分隔開，首格反應(yīng)區(qū)出水進(jìn)入ABR反應(yīng)器下向流反應(yīng)室(D1)，在導(dǎo)流板(4)及斜板(5)導(dǎo)流作用下進(jìn)入上流室，擋板(6)起到均勻進(jìn)水的作用，上流室寬度大于下流室，因而進(jìn)入上流室的流速會顯著降低，促進(jìn)污泥在上流室底部形成污泥沉降區(qū)(El)， 上流室中部為填料區(qū)(Fl)，設(shè)置組合填料或懸浮填料球等，富集厭氧微生物，通過微生物分解有效凈化污水，形成的泥水混合物在Gl區(qū)泥水分離后，上清液通過周邊堰(8)溢流收集進(jìn)入下一個(gè)反應(yīng)區(qū)，多次凈化后溢流排出。上下流反應(yīng)室串聯(lián)數(shù)量因進(jìn)水水質(zhì)而異。三、斜板( 導(dǎo)流結(jié)合擋板(6)均勻進(jìn)水、周邊堰(8)溢流出水，有效起到了上流室污水的紊流混合作用。每個(gè)ABR反應(yīng)區(qū)底部設(shè)有傾斜坡度(7)，沉降的污泥滑落到反應(yīng)區(qū)一角，定期清除。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種污廢水厭氧處理裝置及方法，其裝置分為首格升流式反應(yīng)區(qū)、上下流反應(yīng)室串聯(lián)反應(yīng)區(qū)。借鑒UASB設(shè)計(jì)原理，在ABR反應(yīng)器首格反應(yīng)區(qū)設(shè)置三相分離器，有效提高污泥濃度，從而提高整個(gè)反應(yīng)器抗沖擊負(fù)荷的能力，解決了傳統(tǒng)ABR反應(yīng)器首格反應(yīng)區(qū)承受負(fù)荷大，局部負(fù)荷過載的問題；在折流反應(yīng)格室進(jìn)水口附近設(shè)置擋板，出水方式改為周邊堰出水，改善泥水混合狀態(tài)，克服了傳統(tǒng)ABR反應(yīng)器溝流和死角多的缺點(diǎn)；在上向流反應(yīng)室設(shè)置填料區(qū)，提高微生物富集效果同時(shí)，阻隔污泥的上升，有利于營造各反應(yīng)區(qū)相對獨(dú)立的厭氧微生物增殖環(huán)境。本裝置可直接用于中小規(guī)模生活污水的厭氧處理，工業(yè)廢水等經(jīng)過預(yù)處理后可進(jìn)入本反應(yīng)器。
文檔編號C02F3/28GK102531162SQ201110431100
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者劉偉京, 吳偉, 吳海鎖, 張龍, 徐軍, 涂勇, 白永剛, 蔣永偉 申請人:江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院