專利名稱：一種三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器，特別涉及一種處理難降解廢水的三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
制漿造紙行業(yè)歷來(lái)是我國(guó)工業(yè)廢水和化學(xué)需氧量的排放大戶，是進(jìn)行污染排放控制的重點(diǎn)行業(yè)。研究發(fā)現(xiàn)，由于在制漿過(guò)程中化學(xué)預(yù)浸段加入了亞硫酸鈉等含硫化合物，這些物質(zhì)的存在對(duì)厭氧生物代謝存在較強(qiáng)的抑制作用，特別是在當(dāng)今廢水濃度越來(lái)越高的背景下，該類抑制性物質(zhì)在廢水中的濃度也在相應(yīng)增加，對(duì)厭氧發(fā)酵過(guò)程的抑制也更趨于嚴(yán)重和明顯。另外廢水中含有的樹(shù)脂酸類物質(zhì)，特別是針葉木制漿廢水中含量較高，采用現(xiàn)有的厭氧技術(shù)往往處理效果不理想。針對(duì)厭氧反應(yīng)器表現(xiàn)出的種種問(wèn)題，如抑制性物質(zhì)的存在，對(duì)進(jìn)水VFA要求高等問(wèn)題，主要是因?yàn)楫a(chǎn)甲烷對(duì)生存環(huán)境條件比較敏感，UASB, EGSB和IC反應(yīng)器均為單一型反應(yīng)器，各類微生物共處一室，廢水進(jìn)入反應(yīng)器后，抑制性物質(zhì)的存在首先對(duì)產(chǎn)甲烷菌類微生物產(chǎn)生不利影響，處理VFA類物質(zhì)的能力下降，同一反應(yīng)器中降解不同底物的微生物生長(zhǎng)開(kāi)始出現(xiàn)不平衡，易出現(xiàn)VFA的積累，而VFA類物質(zhì)的積累，pH的下降會(huì)進(jìn)一步影響產(chǎn)甲烷菌類微生物的代謝，最終導(dǎo)致反應(yīng)器的酸敗。可見(jiàn)，由單一的全混合型厭氧反應(yīng)器來(lái)完成整個(gè)污染物降解過(guò)程，必然要犧牲部分微生物的處理能力為代價(jià)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、且適用于處理含難降解成分廢水，特別是針對(duì)如高濃制漿造紙廢水或制藥廢水等，實(shí)現(xiàn)預(yù)處理和生物處理結(jié)合，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)和良好穩(wěn)定處理出水水質(zhì)的三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:一種三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器，包括一級(jí)厭氧反應(yīng)單元、二級(jí)厭氧反應(yīng)單元以及三級(jí)厭氧反應(yīng)單元；所述一級(jí)厭氧反應(yīng)單元的底部設(shè)有第一進(jìn)水分配器和進(jìn)水管，中部為第一反應(yīng)主體，頂部設(shè)有第一三相分離器和出水管，其中，第一反應(yīng)主體內(nèi)填充有厭氧顆粒污泥，一級(jí)厭氧反應(yīng)單元的頂部與底部通過(guò)第一回流管連接；二級(jí)厭氧反應(yīng)單元的底部設(shè)有第二進(jìn)水分配器，中部為第二反應(yīng)主體，頂部設(shè)有第二三相分離器，第二反應(yīng)主體內(nèi)填充有厭氧顆粒污泥，二級(jí)厭氧反應(yīng)單元的頂部與底部通過(guò)第二回流管連接；三級(jí)厭氧反應(yīng)單元的底部設(shè)有第三進(jìn)水分配器，中部為第三反應(yīng)主體，頂部設(shè)有第三三相分離器，第三反應(yīng)主體內(nèi)填充有厭氧顆粒污泥，三級(jí)厭氧反應(yīng)單元的頂部與底部通過(guò)第三回流管連接；一級(jí)厭氧反應(yīng)單元的出水管和二級(jí)厭氧反應(yīng)單元的進(jìn)水管相連，二級(jí)厭氧反應(yīng)單元的出水管和三級(jí)厭氧反應(yīng)單元的進(jìn)水管相連。[0006]進(jìn)一步地，所述第一回流管外接第一外循環(huán)泵，第一外循環(huán)泵可調(diào)節(jié)一級(jí)厭氧反應(yīng)單元的上升流速，第二回流管外接第二外循環(huán)泵，第二外循環(huán)泵可調(diào)節(jié)二級(jí)厭氧反應(yīng)單元的上升流速，第三回流管外接第三外循環(huán)泵，第三外循環(huán)泵可調(diào)節(jié)三級(jí)厭氧反應(yīng)單元的上升流速，第一外循環(huán)泵、第二外循環(huán)泵以及第三外循環(huán)泵可進(jìn)一步加強(qiáng)泥水混合，提高傳質(zhì)效果。進(jìn)一步地，所述一級(jí)厭氧反應(yīng)單元頂部設(shè)有第一沼氣收集管，二級(jí)厭氧反應(yīng)單元頂部設(shè)有第二沼氣收集管，三級(jí)厭氧反應(yīng)單元頂部設(shè)有第三沼氣收集管，第一沼氣收集管、第二沼氣收集管以及第三沼氣收集管分別連接外界的沼氣柜。進(jìn)一步地，所述一級(jí)厭氧反應(yīng)單元的體積:二級(jí)厭氧反應(yīng)單元的體積:三級(jí)厭氧反應(yīng)單元的體積為1: (I 3): (2 4)。進(jìn)一步地，所述第一回流管置于第一三相分離器的下方，第二回流管置于第二三相分離器的下方，第三回流管置于第三三相分離器的下方。進(jìn)一步地，所述一級(jí)厭氧反應(yīng)單元、二級(jí)厭氧反應(yīng)單元以及三級(jí)厭氧反應(yīng)單元依次豎直布置，且為一體結(jié)構(gòu)。 進(jìn)一步地，所述一級(jí)厭氧反應(yīng)單元與二級(jí)厭氧反應(yīng)單元豎直布置，且為一體結(jié)構(gòu)。有益效果:本實(shí)用新型三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器，由一級(jí)厭氧反應(yīng)單元、二級(jí)厭氧反應(yīng)單元以及三級(jí)厭氧反應(yīng)單元組合而成，一級(jí)厭氧反應(yīng)單元具有水解酸化作用，二級(jí)厭氧反應(yīng)單元存在有機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化過(guò)程，三級(jí)厭氧反應(yīng)單元主要進(jìn)行了產(chǎn)甲烷過(guò)程。這使三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器可以在整體上保持不同類型的微生物活性，實(shí)現(xiàn)較高的有機(jī)物降解效能和運(yùn)行的穩(wěn)定性；每個(gè)厭氧反應(yīng)單元均具有布水裝置、回流裝置和三相分離器，形成一個(gè)水流方向上整體推流局部混流的水力流態(tài)，廢水從一級(jí)厭氧反應(yīng)單元的底部進(jìn)水，從一級(jí)厭氧反應(yīng)單元的頂部流經(jīng)第一三相分離器后出水；并可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，通過(guò)第一外循環(huán)泵進(jìn)一步加強(qiáng)泥水混合，提高傳質(zhì)效果；處理后的出水進(jìn)入二級(jí)厭氧反應(yīng)單元，通過(guò)調(diào)節(jié)二級(jí)厭氧反應(yīng)單元的回流比，改善顆粒污泥和廢水中有機(jī)污染物間的代謝傳遞，同理，處理后出水進(jìn)入三級(jí)厭氧反應(yīng)單元，通過(guò)調(diào)節(jié)三 級(jí)厭氧反應(yīng)單元進(jìn)行處理。采用上述技術(shù)方案的三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器，具有良好的系統(tǒng)緩沖能力，對(duì)進(jìn)水的pH、VFA要求低；對(duì)？!1 6 8范圍內(nèi)，可以不調(diào)厭氧的進(jìn)水pH，從而大大減少實(shí)際生產(chǎn)中的堿耗，可明顯降低水處理的運(yùn)行成本；反應(yīng)器分級(jí)后，效率提高，反應(yīng)器的總體積可小于目前的反應(yīng)器體積，每個(gè)單個(gè)反應(yīng)器的體積也得以減少，因此，不僅建造成本更低，而且也有利于反應(yīng)器的布水；反應(yīng)器整體上的推流流態(tài)，引起有機(jī)物濃度和PH等環(huán)境條件沿水流方向的變化，不同反應(yīng)單元內(nèi)微生物優(yōu)勢(shì)種群也發(fā)生了相應(yīng)的選擇和改變，從而產(chǎn)生了生物相分離，體現(xiàn)了各級(jí)微生物之間的物質(zhì)傳遞。

圖1為本實(shí)用新型三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖實(shí)施例一。圖2為本實(shí)用新型三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖實(shí)施例二。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一如圖1所示，一種三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器，包括一級(jí)厭氧反應(yīng)單元1、二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2以及三級(jí)厭氧反應(yīng)單元3 ;—級(jí)厭氧反應(yīng)單元1、二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2以及三級(jí)厭氧反應(yīng)單元3依次豎直布置，且為一體結(jié)構(gòu)，一級(jí)厭氧反應(yīng)單元I的底部設(shè)有第一進(jìn)水分配器4，頂部設(shè)有第一三相分離器5，中部為第一反應(yīng)主體6，第一反應(yīng)主體6內(nèi)填充有厭氧顆粒污泥，一級(jí)厭氧反應(yīng)單元I的頂部與底部通過(guò)第一回流管7連接；二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2的底部設(shè)有第二進(jìn)水分配器9，頂部設(shè)有第二三相分離器10，中部為第二反應(yīng)主體11，第二反應(yīng)主體11內(nèi)填充有厭氧顆粒污泥，二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2的頂部與底部通過(guò)第二回流管12連接；三級(jí)厭氧反應(yīng)單元3的底部設(shè)有第三進(jìn)水分配器13，頂部設(shè)有第三三相分離器14，中部為第三反應(yīng)主體15，第三反應(yīng)主體15內(nèi)填充有厭氧顆粒污泥，三級(jí)厭氧反應(yīng)單元3的頂部與底部通過(guò)第三回流管16連接；一級(jí)厭氧反應(yīng)單元1、二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2以及三級(jí)厭氧反應(yīng)單元3依次通過(guò)它們之間的出水管與進(jìn)水管實(shí)現(xiàn)水路相串聯(lián)。第一回流管7外接第一外循環(huán)泵8，第一外循環(huán)泵8可調(diào)節(jié)一級(jí)厭氧反應(yīng)單元I的上升流速，第二回流管12外接第二外循環(huán)泵17，第二外循環(huán)泵17可調(diào)節(jié)二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2的上升流速，第三回流管16外接第三外循環(huán)泵18，第三外循環(huán)泵18可調(diào)節(jié)三級(jí)厭氧反應(yīng)單元3的上升流速，第一外循環(huán)泵8、第二外循環(huán)泵17以及第三外循環(huán)泵18可進(jìn)一步加強(qiáng)泥水混合，提高傳質(zhì)效果；一級(jí)厭氧反應(yīng)單元I連接有第一沼氣收集管19，二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2連接有第二沼氣收集管20，三級(jí)厭氧反應(yīng)單元3連接有第三沼氣收集管21，第一沼氣收集管19、第二沼氣收集管20以及第三沼氣收集管21分別連接外界的沼氣柜；第一回流管7置于第一三相分離器5的下方，第二回流管12置于第二三相分離器10的下方，第三回流管16置于第三三相分離器14的下方，一級(jí)厭氧反應(yīng)單元I的體積:二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2的體積:三級(jí)厭氧反應(yīng)單元3的體積為1: (I 3): (2 4)，一級(jí)厭氧反應(yīng)單元I中的厭氧顆粒污泥濃度在10 40 g/Ι，二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2中的厭氧顆粒污泥濃度在15 50g/Ι,三級(jí)厭氧反應(yīng)單元3中的厭氧顆粒污泥濃度在15 50 g/L.[0020]實(shí)施例二如圖2所示，一種三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器，包括一級(jí)厭氧反應(yīng)單元1、二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2以及三級(jí)厭氧反應(yīng)單元3 ;—級(jí)厭氧反應(yīng)單元I與二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2豎直布置，且為一體結(jié)構(gòu)，一級(jí)厭氧反應(yīng)單元I的底部設(shè)有第一進(jìn)水分配器4，頂部設(shè)有第一三相分離器5，中部為第一反應(yīng)主體6，第一反應(yīng)主體6內(nèi)填充有厭氧顆粒污泥，一級(jí)厭氧反應(yīng)單元I的頂部與底部通過(guò)第一回流管7連接；二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2的底部設(shè)有第二進(jìn)水分配器9，頂部設(shè)有第二三相分離器10，中部為第二反應(yīng)主體11，第二反應(yīng)主體11內(nèi)填充有厭氧顆粒污泥，二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2的頂部與底部通過(guò)第二回流管12連接；三級(jí)厭氧反應(yīng)單元3的底部設(shè)有第三進(jìn)水分配器13，頂部設(shè)有第三三相分離器14，中部為第三反應(yīng)主體15，第三反應(yīng)主體15內(nèi)填充有厭氧顆粒污泥，三級(jí)厭氧反應(yīng)單元3的頂部與底部通過(guò)第三回流管16連接；一級(jí)厭氧反應(yīng)單元1、二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2以及三級(jí)厭氧反應(yīng)單元3依次通過(guò)它們之間的出水管與進(jìn)水管實(shí)現(xiàn)水路相連接。第一回流管7外接第一外循環(huán)泵8，第一外循環(huán)泵8可調(diào)節(jié)一級(jí)厭氧反應(yīng)單元I的上升流速，第二回流管12外接第二外循環(huán)泵17，第二外循環(huán)泵17可調(diào)節(jié)二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2的上升流速，第三回流管16外接第三外循環(huán)泵18，第三外循環(huán)泵18可調(diào)節(jié)三級(jí)厭氧反應(yīng)單元3的上升流速，第一外循環(huán)泵8、第二外循環(huán)泵17以及第三外循環(huán)泵18可進(jìn)一步加強(qiáng)泥水混合，提高傳質(zhì)效果；一級(jí)厭氧反應(yīng)單元I連接有第一沼氣收集管19，二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2連接有第二沼氣收集管20，三級(jí)厭氧反應(yīng)單元3連接有第三沼氣收集管21，第一沼氣收集管19、第二沼氣收集管20以及第三沼氣收集管21分別連接外界的沼氣柜；第一回流管7置于第一三相分離器5的下方，第二回流管12置于第二三相分離器10的下方，第三回流管16置于第三三相分離器14的下方，一級(jí)厭氧反應(yīng)單元I的體積:二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2的體積:三級(jí)厭氧反應(yīng)單元3的體積為1: (I 3): (2 4)，一級(jí)厭氧反應(yīng)單元I中的厭氧顆粒污泥濃度在10 40 g/Ι，二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2中的厭氧顆粒污泥濃度在15 50g/Ι,三級(jí)厭氧反應(yīng)單元3中的厭氧顆粒污泥濃度在15 50 g/L.[0023] 本實(shí)用新型三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器的工作過(guò)程如下:廢水經(jīng)進(jìn)水泵通過(guò)設(shè)于一級(jí)厭氧反應(yīng)單元I底部的第一進(jìn)水分配器4均勻進(jìn)入第一反應(yīng)主體6中，與填充于第一反應(yīng)主體6內(nèi)的厭氧顆粒污泥充分混合接觸，廢水中部分有機(jī)物被微生物降解并產(chǎn)生生物氣，部分大分子類物質(zhì)降解形成小分子類物質(zhì)，產(chǎn)生水解效果，經(jīng)處理后的廢水通過(guò)一級(jí)厭氧反應(yīng)單元I頂部的第一三相分離器5分離后通過(guò)出水管自流進(jìn)入二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2的底部,沼氣通過(guò)第一沼氣收集管19進(jìn)入沼氣柜，通過(guò)連接第一反應(yīng)主體6的頂部和底部的第一回流管7和第一外循環(huán)泵8調(diào)節(jié)一級(jí)厭氧反應(yīng)單元I內(nèi)的回流比；由一級(jí)厭氧反應(yīng)單元I的出水管出來(lái)的水進(jìn)入二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2底部，通過(guò)二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2的第二進(jìn)水分配器9進(jìn)入二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2中部的第二反應(yīng)主體11內(nèi)與其中的厭氧顆粒污泥進(jìn)行進(jìn)一步的生化降解反應(yīng)，然后再通過(guò)頂部的第二三相分離器10分離后，污泥回到二級(jí)厭氧反應(yīng)單元2內(nèi)，處理后的廢水從頂部的出水管流出后，自流入三級(jí)厭氧反應(yīng)單元3底部，三個(gè)厭氧反應(yīng)單元均可以通過(guò)回流管和外循環(huán)泵外循環(huán)調(diào)節(jié)廢水的上升流速，達(dá)到改善泥水混合效果的目的，各級(jí)反應(yīng)單元產(chǎn)生的生物氣通過(guò)頂部的沼氣收集管送住沼氣柜，進(jìn)行能源利用。
權(quán)利要求1.一種三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器，包括一級(jí)厭氧反應(yīng)單元、二級(jí)厭氧反應(yīng)單元以及三級(jí)厭氧反應(yīng)單元；其特征在于:所述一級(jí)厭氧反應(yīng)單元的底部設(shè)有第一進(jìn)水分配器和進(jìn)水管，中部為第一反應(yīng)主體，頂部設(shè)有第一三相分離器和出水管，其中，第一反應(yīng)主體內(nèi)填充有厭氧顆粒污泥，一級(jí)厭氧反應(yīng)單元的頂部與底部通過(guò)第一回流管連接；二級(jí)厭氧反應(yīng)單元的底部設(shè)有第二進(jìn)水分配器，中部為第二反應(yīng)主體，頂部設(shè)有第二三相分離器，第二反應(yīng)主體內(nèi)填充有厭氧顆粒污泥，二級(jí)厭氧反應(yīng)單元的頂部與底部通過(guò)第二回流管連接；三級(jí)厭氧反應(yīng)單元的底部設(shè)有第三進(jìn)水分配器，中部為第三反應(yīng)主體，頂部設(shè)有第三三相分離器，第三反應(yīng)主體內(nèi)填充有厭氧顆粒污泥，三級(jí)厭氧反應(yīng)單元的頂部與底部通過(guò)第三回流管連接；一級(jí)厭氧反應(yīng)單元的出水管和二級(jí)厭氧反應(yīng)單元的進(jìn)水管相連，二級(jí)厭氧反應(yīng)單元的出水管和三級(jí)厭氧反應(yīng)單元的進(jìn)水管相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器，其特征在于:所述第一回流管外接第一外循環(huán)泵，第二回流管外接第二外循環(huán)泵，第三回流管外接第三外循環(huán)泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器，其特征在于:所述的一級(jí)厭氧反應(yīng)單元頂部設(shè)有第一沼氣收集管，二級(jí)厭氧反應(yīng)單元頂部設(shè)有第二沼氣收集管，三級(jí)厭氧反應(yīng)單元頂部設(shè)有第三沼氣收集管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器，其特征在于:所述一級(jí)厭氧反應(yīng)單元的體積:二級(jí)厭氧反應(yīng)單元的體積:三級(jí)厭氧反應(yīng)單元的體積為1: (I 3): (2 4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器，其特征在于:所述第一回流管設(shè)于第一三相分離器的下方，第二回流管設(shè)于第二三相分離器的下方，第三回流管設(shè)于第三三相分離器的下方。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器，其特征在于:所述一級(jí)厭氧反應(yīng)單元、二級(jí)厭氧反應(yīng)單元以及三級(jí)厭氧反應(yīng)單元依次豎直布置，且為一體結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器，其特征在于:所述一級(jí)厭氧反應(yīng)單元與二級(jí)厭氧反應(yīng)單元豎直布置，且為一體結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種三階段三循環(huán)厭氧反應(yīng)器，包括一級(jí)厭氧反應(yīng)單元、二級(jí)厭氧反應(yīng)單元以及三級(jí)厭氧反應(yīng)單元；一級(jí)厭氧反應(yīng)單元、二級(jí)厭氧反應(yīng)單元以及三級(jí)厭氧反應(yīng)單元均設(shè)有進(jìn)水分配器，三相分離器，反應(yīng)主體，反應(yīng)主體內(nèi)填充有厭氧顆粒污泥，一級(jí)厭氧反應(yīng)單元、二級(jí)厭氧反應(yīng)單元以及三級(jí)厭氧反應(yīng)單元依次通過(guò)它們之間的出水管與進(jìn)水管實(shí)現(xiàn)水路相連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、且適用于處理含難降解成分廢水，特別是針對(duì)如高濃制漿造紙廢水或制藥廢水等，實(shí)現(xiàn)預(yù)處理和生物處理結(jié)合，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)和良好穩(wěn)定處理出水水質(zhì)。
文檔編號(hào)C02F9/14GK203065307SQ20132004229
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者丁來(lái)保, 房桂干, 叢高鵬, 施英喬, 鄧擁軍, 沈葵忠, 盤愛(ài)享, 韓善明, 焦健, 李萍 申請(qǐng)人:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所