CN102531162A - 首格升流式abr反应器改进装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污废水厌氧处理装置及方法，其装置分为首格升流式反应区、上下流反应室串联反应区。借鉴UASB设计原理，在ABR反应器首格反应区设置三相分离器，有效提高污泥浓度，从而提高整个反应器抗冲击负荷的能力，解决了传统ABR反应器首格反应区承受负荷大，局部负荷过载的问题；在折流反应格室进水口附近设置挡板，出水方式改为周边堰出水，改善泥水混合状态，克服了传统ABR反应器沟流和死角多的缺点；在上向流反应室设置填料区，提高微生物富集效果同时，阻隔污泥的上升，有利于营造各反应区相对独立的厌氧微生物增殖环境。本装置可直接用于中小规模生活污水的厌氧处理，工业废水等经过预处理后可进入本反应器。

Description

首格升流式ABR反应器改进装置及方法

技术领域

本发明涉及一种污废水厌氧处理装置及方法，属于反应器范畴，主要用于城镇生活污水、化工、印染等工业废水的前处理，中小规模生活污水收集后可直接进入本反应器，工业废水经预处理后进入本反应器。

背景技术

厌氧处理反应器主要有上流式厌氧污泥床(UASB)、膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)、厌氧内循环反应器(IC)、厌氧折板反应器(ABR)等。UASB反应器由于同时具备厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，在形成颗粒污泥的基础上，通过三相分离器有效分离泥水和沼气，因而耐冲击负荷；缺点是三相分离器结构复杂。ABR反应器的特点是在反应器内沿水流方向设置多个折流挡板，将反应器分隔成若干个串联的反应区，每个反应区又分隔成上流室和降流室，由于折流板的阻挡和污泥的自身沉降性能，污泥多被截留在各自的反应区内，形成相对独立的微生物反应区。缺点是：首格反应区要承受的负荷远大于平均负荷，造成局部负荷过载；容积较大、上升流速较小的升流室易形成沟流和死角，大大减小了反应器容积负荷。

发明内容

1、发明目的

本发明目的是将首格升流式ABR反应器改进装置分为首格升流式反应区、折流反应室串联反应区。借鉴UASB反应器的设计原理，充分利用首格进水泵进行动力布水，在ABR反应器的首格反应区设置三相分离器，采用上流式进水方式，将首格反应区分割成反应区、泥水分离区、排气区，有效提高ABR反应器应对高负荷污废水冲击的能力。在上向流反应室设置导流板和挡板，并采用周边堰溢流出水方式，有效提高上流室污水混合紊流程度；在上流室设置填料区，提高厌氧微生物富集效果并可有效截流上升污泥以防进入下一反应区，营造相对独立的厌氧微生物增殖环境。

2、技术方案

本发明的技术方案：一种污废水厌氧处理装置，首格反应室采用UASB反应器设计结构，在上部设置折流挡板，中部设置反射锥，将首格反应区分为反应区、排气区、泥水分离区，可有效减少因为产气和水流上升引起的厌氧污泥流失；首格反应区之后为多个下向流反应室和上向流反应室的串联，下向流与上向流反应室通过导流板和斜板分隔开，上向流反应室宽度大于下向流反应室，上流室设置填料，从而形成污泥沉降区、填料区、上流室泥水分离区三个区；污废水在上下流反应室折流过程中除了导流板的导流作用外，还有上流室挡板阻挡所起到的均匀布水作用，结合周边堰出水方式，污废水在上流室紊流混合，克服了传统ABR反应器上流室沟流和死角多的缺点。

一种污废水厌氧处理方法，其步骤为：

一、污废水从底部进入反应器首格反应区，在反应区A形成颗粒污泥，发酵产生气体混合污泥在上升过程中碰撞反射锥(2)和折流挡板(1)，引起泥气分离，分离后气体从排气区(B)排出并通过排气口(9)回收利用，脱气后的泥水混合液进入泥水分离区(C)进行泥水分离，分离上清液溢流进入下一个反应区，沉淀后的污泥滑落到主体反应区(A)参与污染物分解作用。

二、ABR反应器各反应区通过隔板或隔墙(3)隔开，下向流反应室和上向流反应室通过导流板(4)和斜板(5)分隔开，首格反应区出水进入ABR反应器下向流反应室(D1)，在导流板(4)及斜板(5)导流作用下进入上流室，挡板(6)起到均匀进水的作用，上流室宽度大于下流室，因而进入上流室的流速会显著降低，促进污泥在上流室底部形成污泥沉降区(E1)，上流室中部为填料区(F1)，设置组合填料或悬浮填料球等，富集厌氧微生物，通过微生物分解有效净化污水，形成的泥水混合物在G1区泥水分离后，上清液通过周边堰(8)溢流收集进入下一个反应区，多次净化后溢流排出。上下流反应室串联数量因进水水质而异。

三、斜板(5)导流结合挡板(6)均匀进水、周边堰(8)溢流出水，有效起到了上流室污水的紊流混合作用。每个ABR反应区底部设有倾斜坡度(7)，沉降的污泥滑落到反应区一角，定期清除。

3、有益效果：

1)由于首格反应区采用类似UASB的上流式进水，具备可形成颗粒污泥的条件，容积负荷高，耐冲击负荷能力强，有效提高了整个ABR反应器抗冲击负荷的能力，解决了传统ABR反应器首格反应区承受负荷大，局部负荷过载的问题；三相分离器的设置，可有效减少因为产气和水流引起的厌氧污泥流失问题。

2)污废水在上下流反应室折留过程中除了有导流板的导流作用外，还有挡板阻挡起到的均匀布水作用，结合周边堰出水方式，污废水在上流室充分混合，克服了传统ABR反应器上流室沟流和死角多的缺点。

3)上流室设置填料区，提高厌氧微生物富集效果的同时，可阻隔厌氧污泥的上升，上清液从泥水分离区顶部周边堰溢流出水，沉降污泥集中在各自反应区的一角，定期清除，不对其他反应区造成影响，各反应区营造了相对独立的厌氧微生物增殖环境，厌氧微生物种类繁多，厌氧过程也复杂多过程，分区的方式可提高厌氧处理的效率。

附图说明

图1是首格升流式ABR反应器改进装置示意图。

其中1为折流挡板，2为反射锥，3为隔板或隔墙，4为导流板，5为导流板斜板，6为挡板，7为斜坡，8为周边出水堰，9为排气口；A为反应区，B为排气区，C为泥水分离区，D1、D2、D3为下向流反应室，E1、E2、E3为污泥沉降区，F1、F2、F3为填料区，G1、G2、G3上流室泥水分离区。

图2是周边堰溢流出水示意图。

具体实施方式

下面结合附图1、2进一步对本发明作进一步说明。

实施例

对照图1、2，首格升流式ABR反应器改进装置主体结构可以是砖混结构或钢结构，整个反应器分为四个反应区，分别为首格升流式反应区、三个上下流反应室串联反应区，各反应区通过隔板或隔墙(3)隔开。污废水经收集后从底部进入反应器首格反应区，进水管开口向下以防沉淀污泥堵塞进水管。污水升流过程中接触反应区A内形成的颗粒污泥，厌氧微生物分解、同化吸收污水中有机物及氮磷等营养物质，有机物分解产生的甲烷、氢气等气体物质混合部分污泥上升，碰撞反射锥(2)和折流挡板(1)，反射锥和折流挡板为钢结构或硬质塑料结构，反射锥为三角形状，折流挡板折角120°～145°，反射锥和折流挡板在一侧方向上重叠有余，气体反射阻挡后从排气区(B)排出并通过排气口(9)回收利用，气体分离后的泥水混合液通过反射锥和折流挡板之间的缺口进入泥水分离区(C)，在泥水分离区没有了产气的扰动，污泥在重力作用下沉降，遇反射锥滑落到反应区继续参与污染物净化作用，上清液则溢流进入第二格反应区的下流室(D1)。第二格反应区上下流室通过导流板(4)和斜板(5)分隔开，导流板、斜板可以为钢制或硬质塑料，导流板与斜板夹角在120°～145°，上下流反应室体积2∶1～3∶1，污水在导流板和斜板的导流下进入上流室，由于体积增大，上流室污水上升流速较下流室下降流速显著降低，挡板(6)阻挡促进布水均匀的同时促使污水中悬浮物质在污泥沉降区(E1)沉降，第二反应区底部斜坡坡度为5％，沉降的污泥滑落到反应区一角，定期清除。上流室中部填料区(F1)占上流室体积1/3～1/2，填料采用组合填料或悬浮填料球(悬浮填料球需固定住)等富集厌氧微生物，填料上富集的微生物是污水净化的主要参与者，脱落的微生物部分沉降进入污泥沉降区，部分随同上流污水进入上流室泥水分离区(G1)，在重力作用下逐渐沉淀，上清液则通过周边堰(8)溢流进入第三格反应区的下流室(D2)，周边堰可以为平口堰或锯齿堰。第三格反应区上下流室通过导流板(4)和斜板(5)分隔开，导流板、斜板可以为钢制或硬质塑料，导流板与斜板夹角在120°～145°，上下流反应室体积2∶1～3∶1，污水在导流板和斜板的导流下进入上流室，由于体积增大，上流室污水上升流速较下流室下降流速显著降低，挡板(6)阻挡促进布水均匀的同时促使污水中悬浮物质在污泥沉降区(E2)沉降，第三反应区底部斜坡坡度为5％，沉降的污泥滑落到反应区一角，定期清除。上流室中部填料区(F2)占上流室体积1/3～1/2，填料采用组合填料或悬浮填料球(悬浮填料球需固定住)等富集厌氧微生物，填料上富集的微生物是污水净化的主要参与者，脱落的微生物部分沉降进入污泥沉降区，部分随同上流污水进入上流室泥水分离区(G2)，在重力作用下逐渐沉淀，上清液则通过周边堰(8)溢流进入第四格反应区的下流室(D3)，周边堰可以为平口堰或锯齿堰。第四格反应区上下流室通过导流板(4)和斜板(5)分隔开，导流板、斜板可以为钢制或硬质塑料，导流板与斜板夹角在120°～145°，上下流反应室体积2∶1～3∶1，污水在导流板和斜板的导流下进入上流室，由于体积增大，上流室污水上升流速较下流室下降流速显著降低，挡板(6)阻挡促进布水均匀的同时促使污水中悬浮物质在污泥沉降区(E3)沉降，第四反应区底部斜坡坡度为5％，沉降的污泥滑落到反应区一角，定期清除。上流室中部填料区(F3)占上流室体积1/3～1/2，填料采用组合填料或悬浮填料球(悬浮填料球需固定住)等富集厌氧微生物，填料上富集的微生物是污水净化的主要参与者，脱落的微生物部分沉降进入污泥沉降区，部分随同上流污水进入上流室泥水分离区(G3)，在重力作用下逐渐沉淀，上清液则溢流排出。

Claims (2)

1.首格升流式ABR反应器改进装置，其特征是包括首格升流式反应区、折流反应室串联反应区。首格反应室采用UASB反应器设计结构，在上部设置折流挡板，中部设置反射锥，将首格反应区分为反应区、排气区、泥水分离区；首格反应区之后为多个下向流反应室和上向流反应室的串联，下向流与上向流反应室通过导流板和斜板分隔开，上向流反应室宽度大于下向流反应室，上流室设置填料，从而形成污泥沉降区、填料区、泥水分离区三个区；污废水在上下流反应室折流过程中除了导流板和斜板的导流作用外，还有上流室挡板的阻挡以起到均匀布水作用，结合周边堰出水方式，污废水及污泥在上流室混合。

2.首格升流式ABR反应器改进方法，其特征是该方法包括如下步骤：

一、污废水从底部进入反应器首格反应区，在反应区A形成颗粒污泥，发酵产生气体混合污泥在上升过程中碰撞反射锥(2)和折流挡板(1)，引起泥气分离，分离后气体从排气区(B)排出并通过排气口(9)回收利用，脱气后的泥水混合液进入泥水分离区(C)进行泥水分离，分离上清液溢流进入下一个反应区，沉淀后的污泥滑落到主体反应区(A)参与污染物分解作用。

二、ABR反应器各反应区通过隔板或隔墙(3)隔开，下向流反应室和上向流反应室通过导流板(4)利斜板(5)分隔开，首格反应区出水进入ABR反应器下向流反应室(D1)，在导流板(4)及斜板(5)导流作用下进入上流室，挡板(6)起到均匀进水的作用，上流室宽度大于下流室，因而进入上流室的流速会显著降低，促进污泥在上流室底部形成污泥沉降区(E1)，上流室中部为填料区(F1)，设置组合填料或悬浮填料球等，富集厌氧微生物，通过微生物分解有效净化污水，形成的泥水混合物在G1区泥水分离后，上清液通过周边堰(8)溢流收集进入下一个反应区，多次净化后溢流排出。上下流反应室串联数量因进水水质而异。

三、斜板(5)导流结合挡板(6)均匀进水、周边堰(8)溢流出水，有效起到了上流室污水的紊流混合作用。每个ABR反应区底部设有倾斜坡度(7)，沉降的污泥滑落到反应区一角，定期清除。

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