本實(shí)用新型涉及環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種污泥厭氧生物反應(yīng)器，屬于石化污泥減量化、資源化和無(wú)害化技術(shù)。

背景技術(shù)：

石化行業(yè)污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥中含有大量病原菌、重金屬(如鉛、鉻、鎘等)，以及多氯聯(lián)苯、二嗯英、多環(huán)芳烴等難降解的有毒有害物，穩(wěn)定性差，并常伴有惡臭氣味，且污泥中有機(jī)物含量低、可生化性差、處理困難。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的提高，對(duì)污泥的處理也提出了更嚴(yán)格的要求。

目前，含油污泥已被列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物目錄》中的廢礦物油類，必須對(duì)含油污泥進(jìn)行無(wú)害化處理。國(guó)內(nèi)外處理含油污泥的方法一般有：焚燒法、熱洗滌法、溶劑萃取法、化學(xué)破乳法、固液分離法等。然而由于投資、處理效果及操作成本等原因，大部分石化污泥處理的技術(shù)未能在國(guó)內(nèi)普及應(yīng)用。

厭氧消化具有可以有效地減少污泥體積、穩(wěn)定污泥的性質(zhì)、減少污泥惡臭、提高污泥的衛(wèi)生質(zhì)量、降低污泥中污染物含量等優(yōu)點(diǎn)。然而，目前研究發(fā)現(xiàn)石化污泥厭氧生化轉(zhuǎn)化效率較低、工藝復(fù)雜、且厭氧消化過(guò)程對(duì)石化污泥中的有機(jī)污染物不能有效的降解，核心原因在于缺乏高效的厭氧生物轉(zhuǎn)化裝備。

經(jīng)過(guò)對(duì)污泥厭氧生物轉(zhuǎn)化相關(guān)的方法和裝備的相關(guān)專利進(jìn)行檢索，其結(jié)果如下：專利號(hào)CN 103508617 A公布了一種石化污泥減量化的方法及其處理裝置，報(bào)道將超聲與氧化性氣體聯(lián)合預(yù)處理污泥，然后對(duì)污泥進(jìn)行厭氧消化處理，該方法可以一定程度上實(shí)現(xiàn)污泥的減量化，但是存在著工藝復(fù)雜、投資和運(yùn)行成本高、反應(yīng)器傳質(zhì)效率不高、污染物降低幅度低等缺點(diǎn)。另有文獻(xiàn)報(bào)道用超聲波預(yù)處理，然后厭氧消化進(jìn)行減量化，該種方法對(duì)剩余污泥的處理減量可以達(dá)到25％，但石化污泥與普通的城市污泥明顯不同，且該種方法對(duì)污泥減量化程度略低，對(duì)石化污泥不一定適用。李海濤等(2013)研究了厭氧折流板反應(yīng)器在厭氧消化處理石化剩余污泥的研究，研究發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，且生物轉(zhuǎn)化效率低，對(duì)有機(jī)污染物不能有效的去除。

綜上，這些限制因素嚴(yán)重影響了石化污泥的減量化、無(wú)害化及資源化利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種污泥厭氧生物反應(yīng)器，能夠使污泥與微生物充分接觸，利于提高污泥厭氧消化的效率，利于實(shí)現(xiàn)石化污泥的無(wú)害化、減量化和資源化，利于降低石化污泥厭氧消化投資成本及運(yùn)行成本。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用以下的技術(shù)方案：

污泥厭氧生物反應(yīng)器，包括罐體，所述罐體內(nèi)設(shè)置有射流布水裝置和射流攪拌裝置；

所述射流攪拌裝置包括上端大而下端小呈錐形的第一混合室，所述第一混合室內(nèi)設(shè)置有噴嘴；所述第一混合室的上端設(shè)置有第一污液進(jìn)口，所述第一混合室的下端連接有第一喉管，所述第一喉管連接有上端小而下端大呈錐形的擴(kuò)散管。

作為優(yōu)選，所述射流布水裝置包括外端大而內(nèi)端小亦呈錐形的第二混合室，所述第二混合室內(nèi)設(shè)置有噴射管；所述第二混合室的外端設(shè)置有第二污液進(jìn)口，所述第二混合室的內(nèi)端連接有第二喉管，所述第二喉管連接有渦旋筒。

作為優(yōu)選，所述罐體外設(shè)置有溫度調(diào)節(jié)裝置。

作為優(yōu)選，所述罐體的上部設(shè)置有觀察鏡。

作為優(yōu)選，所述罐體的上部設(shè)置有沼氣出口，所述沼氣出口連接有氣體收集裝置。

作為優(yōu)選，所述罐體為圓柱形，反應(yīng)器為全混合式反應(yīng)器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本污泥厭氧生物反應(yīng)器具有至少以下有益效果：

(1)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，主要構(gòu)件是罐體、布水裝置、攪拌裝置、溫度調(diào)節(jié)裝置，使用維護(hù)方便；

(2)攪拌裝置及布水裝置采用射流技術(shù)，設(shè)備運(yùn)行平均能耗低，攪拌效果好，內(nèi)部無(wú)浮渣層，污泥與微生物接觸充分；

(3)溫度調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在反應(yīng)器的外部，提高了對(duì)反應(yīng)器內(nèi)部容積的利用，便于維修。

附圖說(shuō)明

以下附圖僅旨在于對(duì)本實(shí)用新型做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中：

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是射流攪拌裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是射流布水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-罐體；11-沼氣出口；12-循環(huán)進(jìn)管；13-循環(huán)出管；14-觀察鏡；15-進(jìn)水口；16-出水口；17-取樣口；18-放空管；2-射流布水裝置；21-第二混合室；23-噴射管；24-第二污液進(jìn)口；25-第二喉管；26-渦旋筒；3-射流攪拌裝置；31-第一混合室；32-噴嘴；33-第一污液進(jìn)口；34-第一喉管；35-擴(kuò)散管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。在下面的詳細(xì)描述中，只通過(guò)說(shuō)明的方式描述了本實(shí)用新型的某些示范性實(shí)施例。毋庸置疑，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，在不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對(duì)所描述的實(shí)施例進(jìn)行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說(shuō)明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

如圖1至圖3所示，污泥厭氧生物反應(yīng)器，其為全混合式反應(yīng)器，包括罐體1，罐體最好為圓柱形，能夠適應(yīng)較高的固形物沖擊；所述罐體1內(nèi)設(shè)置有射流布水裝置2和射流攪拌裝置3；所述罐體1的上部設(shè)置有觀察鏡14，罐體1上設(shè)置有沼氣出口11、進(jìn)水口15、出水口16、取樣口17，罐體1底部設(shè)置有放空管18，所述沼氣出口11可以連接氣體收集裝置，便于進(jìn)行沼氣回收利用；所述罐體1上設(shè)置有循環(huán)進(jìn)管12和循環(huán)出管13，罐體1外設(shè)置有溫度調(diào)節(jié)裝置(圖中未示出)，溫度調(diào)節(jié)裝置可以采用泥水換熱器對(duì)循環(huán)的污泥進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，泥水換熱器在反應(yīng)器外部，不占用反應(yīng)器空間，便于攪拌的進(jìn)行及泥水換熱器的維修。

參考圖2，所述射流攪拌裝置3包括上端大而下端小呈錐形的第一混合室31，所述第一混合室31內(nèi)設(shè)置有與噴射裝置相連接的噴嘴32；所述第一混合室31的上端設(shè)置有第一污液進(jìn)口33，所述第一混合室31的下端連接有第一喉管34，所述第一喉管34連接有上端小而下端大呈錐形的擴(kuò)散管35；噴射泵從罐體底部抽出消化液，壓入噴射裝置中，從噴嘴中噴出的液流以15m/s的速度噴入錐形的第一混合室31內(nèi)，使壓力能轉(zhuǎn)換為速度能，在噴嘴出口區(qū)形成真空，從而把罐內(nèi)消化液和液面浮渣一起吸入，兩股不等量的介質(zhì)進(jìn)入第一混合室31后進(jìn)行混合，震蕩形成吸壁效應(yīng)，最后在擴(kuò)散管35把速度能還原成為壓力能，從擴(kuò)散管35出口快速噴出，從而在罐體內(nèi)形成上下回流，達(dá)到罐內(nèi)液體混合、中和的目的。

參考圖3，所述射流布水裝置2包括外端大而內(nèi)端小亦呈錐形的第二混合室21，所述第二混合室21內(nèi)設(shè)置有噴射管23；所述第二混合室21的外端設(shè)置有第二污液進(jìn)口24，所述第二混合室21的內(nèi)端連接有第二喉管25，所述第二喉管25連接有渦旋筒26；進(jìn)水經(jīng)噴射管23進(jìn)入第二喉管25，同時(shí)由于負(fù)壓吸入?yún)捬跛突钚晕勰?，混合后?jīng)渦旋筒26進(jìn)一步混合形成漩渦，進(jìn)一步加劇了罐體內(nèi)原水與活性污泥的混合，提高了厭氧反應(yīng)效率。

本污泥厭氧生物反應(yīng)器的運(yùn)行方式如下：將預(yù)處理后的石化污泥通過(guò)螺桿泵泵入罐體1中，接種高效厭氧微生物菌劑，通過(guò)射流攪拌裝置3使石化污泥與微生物進(jìn)行充分的接觸，厭氧消化的溫度為50度，發(fā)酵過(guò)程中溫度保持恒定，厭氧發(fā)酵的周期為20天。該過(guò)程對(duì)石化污泥總揮發(fā)性固體減量化達(dá)到50％以上，有機(jī)污染物含量降低50％，污泥的脫水性能提高2倍以上，解決了石化污泥在進(jìn)行厭氧消化時(shí)污泥與微生物接觸不充分、易產(chǎn)生死區(qū)等問(wèn)題，同時(shí)獲得了清潔的沼氣，工藝流程簡(jiǎn)單，厭氧反應(yīng)裝備構(gòu)造簡(jiǎn)單，能富集功能微生物，成本低廉，具有較大的應(yīng)用價(jià)值。

下面根據(jù)上述工藝對(duì)南京某石化水廠的石化污泥進(jìn)行處理，該石化水廠的石化廢水采用活性污泥法，污泥經(jīng)過(guò)預(yù)處理后含水約4.5％。取約10噸含固率為4.5％的石化污泥，經(jīng)過(guò)測(cè)定有機(jī)污染物的量嚴(yán)重超標(biāo)，具有臭味，極難脫水。

高溫厭氧生物消化：將水熱處理后的石化污泥通過(guò)螺桿泵泵入全混合的厭氧反應(yīng)器中，厭氧反應(yīng)器的體積為3000L，溫度為39度，發(fā)酵過(guò)程中溫度保持恒定，厭氧發(fā)酵的周期為20天。厭氧消化過(guò)程中對(duì)污泥的相關(guān)理化性質(zhì)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)厭氧消化過(guò)程中污泥中的有機(jī)污染物的含量大幅度降低，發(fā)酵結(jié)束后多環(huán)芳烴降解率達(dá)到50％以上，總揮發(fā)性固體減量化達(dá)50％以上，污泥的脫水性能提高了2.5倍。

沼氣脫水脫硫及存貯：污泥厭氧消化后產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)脫水脫硫后存貯雙模儲(chǔ)氣柜中，通過(guò)沼氣鍋爐用于反應(yīng)器的保溫，多余的沼氣用作其他用途。

以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。