CN109516555A - 一种用于垃圾渗滤液处理的强化排砂作用的厌氧反应器及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于垃圾渗滤液处理的强化排砂作用的厌氧反应器及其使用方法，包括厌氧反应器罐体，所述厌氧反应器罐体分为上部反应区和下部反应区，还包括三相分离器、一级气液分离器、二级气液分离器和沼气管，所述三相分离器包括上级三相分离器和下级三相分离器，经上级三相分离器和下级三相分离器分离后的沼气收集至一级气液分离器，沼气经过一级气液分离器气液分离后，水分经过下降管回流到下部反应区，沼气进入二级气液分离器进行二次气液分离，沼气含水率下降，二次气液分离的水分经过二级气液分离器的回流管回到上部反应区。本发明提高气液分离效率，降低沼气的含水率，防止泥砂淤积堵塞孔板，保证旋流布水的效果。
Description
技术领域
本发明涉及产沼气的废水处理设备领域，尤其涉及一种用于垃圾渗滤液处理的强化排砂作用的厌氧反应器及其使用方法。
背景技术
公开号为CN201722261U实用新型专利，提出一种用于垃圾渗滤液处理的带有上下两级三相分离器的厌氧反应装置，增强了沼气收集能力，强化了厌氧反应装置内循环的进行，内循环量可以达到进水量的5-10倍。厌氧反应装置水流上升流速较高，在较高上升流速的条件下(6m/h-12m/h),可以有效的维持颗粒污泥的浓度，提高污水处理效率，维持厌氧细菌所需要的最佳生存环境。该实用新型在处理高浓度的垃圾渗滤液方面具有高稳定性，高负荷的优点。
公开号为CN100376492C发明专利，提出一种产沼气的废气处理装置及该装置所用的自循环厌氧反应器，其核心自循环厌氧反应器由两个上下重叠的厌氧反应区串联组成，两个反应区上部各设置一个气-固-液三相分离器，下部的反应区处于极端的高负荷，上部的反应区处于低负荷，三相分离器对污泥可以自行分离沉降返回反应器主体并分别收集沼气，反应器内部能够形成液体自循环，使有机物与颗粒污泥的传质过程加强，处理能力得到提高，占地面积小、能处理高浓度有机废水并能产生生物能源--沼气。
然而，上述两个专利只是针对废水处理传统的UASB厌氧反应器的结构提出的一种厌氧反应区串联的新型结构，该厌氧反应器在渗滤液处理实际实施过程中仍存在沼气含水量高。
首先，串联的厌氧反应器传质效率提高，沼气产量增大，伴随沼气携带水汽量的增大。
其次，厌氧反应装置内循环的进行增大了上升流速，增大了沼气通过气-固-液三相分离器的速度，水汽来不及沉降返回反应器主体。
再次，两层三相分离器构成的沼气收集装置增强了沼气收集能力，同时也收集了大量水汽，增加了沼气的含水率。
最终不可避免的导致了高效厌氧反应器产生的沼气携带大量的水汽，增大了后期沼气脱水资源化利用的难度。
且上述专利涉及的厌氧反应器，其底部布水装置为正锥形底板，存在泥砂不易排出的问题。
发明内容
针对现有厌氧反应器产沼气含水率高及产泥砂易淤积的不足，本发明提供一种用于垃圾渗滤液处理的强化排砂作用的厌氧反应器及其使用方法。
为解决以上问题，本发明的解决方案是一种用于垃圾渗滤液处理的强化排砂作用的厌氧反应器，包括厌氧反应器罐体，所述厌氧反应器罐体分为上部反应区和下部反应区，还包括三相分离器、一级气液分离器、二级气液分离器和沼气管；
所述一级气液分离器底部设置有下降管，所述一级气液分离器通过下降管与下部反应区连通；
所述二级气液分离器底部设置有回流管，所述二级气液分离器通过回流管与上部反应区连通；
所述三相分离器包括上级三相分离器和下级三相分离器，所述上级三相分离器安装在上部反应区，所述下级三相分离器安装在下部反应区；
所述沼气管包括上级三相分离器沼气收集管、下级三相分离器沼气收集管和排气沼气管；
所述上级三相分离器和下级三相分离器分别通过上级三相分离器沼气收集管和下级三相分离器沼气收集管与一级气液分离器连通，经上级三相分离器和下级三相分离器分离后的沼气收集至所述一级气液分离器，沼气经过一级气液分离器气液分离后，水分经过下降管回流到下部反应区，沼气进入二级气液分离器进行二次气液分离，沼气含水率下降，二次气液分离的水分经过二级气液分离器的回流管回到上部反应区。
作为改进，所述厌氧反应器还设置有倒锥形旋流布水底板，所述倒锥形旋流布水底板能使得污泥分布曲线平缓，污泥在高度上分布均匀，避免传统布水装置出现死区和沟流。
作为进一步的改进，所述厌氧反应器还设置有泥砂收集装置，由于倒锥形旋流布水底板为倒锥形底板，强化了厌氧反应器排出进水所携带砂砾以及反应生成泥砂的作用。
作为进一步的改进，所述厌氧反应器还设置有循环管，所述循环管用于厌氧反应器的进水和自循环，提高厌氧***的上升流速，传质效率，加强生物反应的过程。
作为进一步的改进，所述厌氧反应器还设置有蒸汽管，用于厌氧反应器的温度控制，通过在线温度计调节蒸汽的用量。
作为进一步的改进，所述厌氧反应器还设置有沼气安全排空管，用于厌氧反应器罐体的沼气排空和检修排空。
作为进一步的改进，所述厌氧反应器还设置有臭气管，所述厌氧反应器产生的臭气通过臭气管来收集。
作为进一步的改进，所述厌氧反应器还设置有出水管，厌氧反应处理后的废水通过所述出水管进入下一个处理单元。
作为进一步的改进，还包括钢平台盘梯护栏和检修门。
一种用于垃圾渗滤液处理的强化排砂作用的厌氧反应器的使用方法，包括：
步骤一、厌氧反应器罐体的下部反应区和上部反应区产生的沼气分别通过上级三相分离器和下级三相分离器进行气-固-液三相分离；
步骤二、通过上级三相分离器沼气收集管和下级三相分离器沼气收集管(802)收集沼气至一级气液分离器初次脱水，脱除的水分经由下降管回到厌氧反应器罐体的下部反应区；
步骤三、经一级气液分离器气液分离的沼气经过二级气液分离器再次脱水后由排气沼气管排出；
步骤四、厌氧反应处理后的废水通过出水管进入下一个处理单元；
步骤五、厌氧反应器运行一段时间产生的污泥随倒锥形旋流布水底板汇集，通过泥砂收集装置排出；
步骤六、厌氧反应器的温度通过蒸汽管调节，厌氧反应器的进水和自循环由循环管实现；
步骤七、检修时，打开安全排空管和检修门，当沼气来不及处理时，打开安全排空管进行排放沼气，厌氧反应器产生的臭气通过臭气管收集，钢平台盘梯护栏日常维护巡视用。
从以上描述可以看出，本发明具有以下优点：
1、本发明自循环厌氧反应器由上下两级三相分离器和两个气液分离器以及倒置的旋流布水底板组成，下部反应区处于极端的高负荷状态，上部反应区处于低负荷状态，两个反应区上部各设置一个气-固-液三相分离器，可以自行分离沉降良好的污泥或颗粒污泥沉降，并分别收集沼气，不需另设沉淀分离装置、辅助脱气装置及回流污泥设备，简化了工艺，节约了投资和运行费用；
2、上下两级三相分离器收集的沼气通过一级气液分离器，初次分离，水分经过沉降管回流到下部反应区，沼气进入二级气液分离器进行再次气液分离，分离的水分经过二级气液分离器底部的回流管回到上部反应区，有效降低了沼气含水率；
3、旋流布水底板倒置，泥砂汇集易于通过排泥***排出，避免旋流布水孔板堵塞，保证布水效果，使得反应器内部能够形成高的内循环流速，使有机物与颗粒污泥的传质过程加强，从而具有较高的有机负荷和较高的上升流速，反应器的处理能力和效率提高。
附图说明
图1是本发明的正视图；
图2是本发明厌氧反应器管壁展开图；
图3是本发明的俯视图；
附图标记：1、厌氧反应器罐体，2、三相分离器，3、一级气液分离器，4、二级气液分离器，5、蒸汽管，6、臭气管，7、出水管，8、沼气管，9、循环管，10、下降管，11、安全排空管，12、泥砂收集装置，13、钢平台盘梯护栏，14、检修门，15、倒锥形旋流布水底板，16、回流管；
201、上级三相分离器，202、下级三相分离器；
801、上级三相分离器沼气收集管，802、下级三相分离器沼气收集管，803、排气沼气管。
具体实施方式
结合图1-图3，详细说明本发明的第一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。
如图1-图3所示，一种用于垃圾渗滤液处理的强化排砂作用的厌氧反应器，包括厌氧反应器罐体1，所述厌氧反应器罐体1分为上部反应区和下部反应区，还包括三相分离器2、一级气液分离器3、二级气液分离器4和沼气管8；
所述一级气液分离器3底部设置有下降管10，所述一级气液分离器3通过下降管10与下部反应区连通；
所述二级气液分离器4底部设置有回流管16，所述二级气液分离器4通过回流管16与上部反应区连通；
所述三相分离器2包括上级三相分离器201和下级三相分离器202，所述上级三相分离器201安装在上部反应区，所述下级三相分离器202安装在下部反应区；
所述沼气管8包括上级三相分离器沼气收集管801、下级三相分离器沼气收集管802和排气沼气管803；
所述上级三相分离器201和下级三相分离器202分别通过上级三相分离器沼气收集管801和下级三相分离器沼气收集管802与一级气液分离器3连通，经上级三相分离器201和下级三相分离器202分离后的沼气收集至所述一级气液分离器3，沼气经过一级气液分离器3气液分离后，水分经过下降管10回流到下部反应区，沼气进入二级气液分离器4进行二次气液分离，沼气含水率下降，二次气液分离的水分经过二级气液分离器4的回流管16回到上部反应区。
更具体地，所述厌氧反应器还设置有倒锥形旋流布水底板15，所述倒锥形旋流布水底板15能使得污泥分布曲线平缓，污泥在高度上分布均匀，避免传统布水装置出现死区和沟流。
更具体地，所述厌氧反应器还设置有泥砂收集装置12，由于倒锥形旋流布水底板15为倒锥形底板，强化了厌氧反应器排出进水所携带砂砾以及反应生成泥砂的作用。
更具体地，所述厌氧反应器还设置有循环管9，所述循环管9用于厌氧反应器的进水和自循环，提高厌氧***的上升流速，传质效率，加强生物反应的过程。
更具体地，所述厌氧反应器还设置有蒸汽管5，用于厌氧反应器的温度控制，通过在线温度计调节蒸汽的用量。
更具体地，所述厌氧反应器还设置有沼气安全排空管11，用于厌氧反应器罐体1的沼气排空和检修排空。
更具体地，所述厌氧反应器还设置有臭气管6，所述厌氧反应器产生的臭气通过臭气管6来收集。
更具体地，所述厌氧反应器还设置有出水管7，厌氧反应处理后的废水通过所述出水管7进入下一个处理单元。
更具体地，还包括钢平台盘梯护栏13和检修门14。
一种用于垃圾渗滤液处理的强化排砂作用的厌氧反应器的使用方法，包括：
步骤一、厌氧反应器罐体1的下部反应区和上部反应区产生的沼气分别通过上级三相分离器201和下级三相分离器202进行气-固-液三相分离；
步骤二、通过上级三相分离器沼气收集管801和下级三相分离器沼气收集管802收集沼气至一级气液分离器3初次脱水，脱除的水分经由下降管10回到厌氧反应器罐体1的下部反应区；
步骤三、经一级气液分离器3气液分离的沼气经过二级气液分离器4再次脱水后由排气沼气管803排出；
步骤四、厌氧反应处理后的废水通过出水管7进入下一个处理单元；
步骤五、厌氧反应器运行一段时间产生的污泥随倒锥形旋流布水底板15汇集，通过泥砂收集装置12排出；
步骤六、厌氧反应器的温度通过蒸汽管5调节，厌氧反应器的进水和自循环由循环管9实现；
步骤七、检修时，打开安全排空管11和检修门14，当沼气来不及处理时，打开安全排空管11进行排放沼气，厌氧反应器产生的臭气通过臭气管6收集，钢平台盘梯护栏13日常维护巡视用。
更具体地，厌氧反应器容积为8L-2000m3，高径比H:D为15:1-5:1，材质为玻钢或钢铁，上下口和不锈钢法兰连接。
更具体地，厌氧反应器竖直安装放置，底座通过螺母固定，外壁通过腰箍固定，顶端由不锈钢密封盖通过螺母密封。
更具体地，一级气液分离器3容积为35L-50m3，材质为玻钢或钢铁；二级气液分离器4容积为15L-30m3，材质为玻钢或钢铁。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、本发明自循环厌氧反应器由上下两级三相分离器和两个气液分离器以及倒置的旋流布水底板组成，下部反应区处于极端的高负荷状态，上部反应区处于低负荷状态，两个反应区上部各设置一个气-固-液三相分离器，可以自行分离沉降良好的污泥或颗粒污泥沉降，并分别收集沼气，不需另设沉淀分离装置、辅助脱气装置及回流污泥设备，简化了工艺，节约了投资和运行费用。
2、上下两级三相分离器收集的沼气通过一级气液分离器，初次分离，水分经过沉降管回流到下部反应区，沼气进入二级气液分离器进行再次气液分离，分离的水分经过二级气液分离器底部的回流管回到上部反应区，有效降低了沼气含水率。
3、旋流布水底板倒置，泥砂汇集易于通过排泥***排出，避免旋流布水孔板堵塞，保证布水效果，使得反应器内部能够形成高的内循环流速，使有机物与颗粒污泥的传质过程加强，从而具有较高的有机负荷和较高的上升流速，反应器的处理能力和效率提高。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果，但都在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于垃圾渗滤液处理的强化排砂作用的厌氧反应器，包括厌氧反应器罐体(1)，所述厌氧反应器罐体(1)分为上部反应区和下部反应区，其特征在于：还包括三相分离器(2)、一级气液分离器(3)、二级气液分离器(4)和沼气管(8)；
所述一级气液分离器(3)底部设置有下降管(10)，所述一级气液分离器(3)通过下降管(10)与下部反应区连通；
所述二级气液分离器(4)底部设置有回流管(16)，所述二级气液分离器(4)通过回流管(16)与上部反应区连通；
所述三相分离器(2)包括上级三相分离器(201)和下级三相分离器(202)，所述上级三相分离器(201)安装在上部反应区，所述下级三相分离器(202)安装在下部反应区；
所述沼气管(8)包括上级三相分离器沼气收集管(801)、下级三相分离器沼气收集管(802)和排气沼气管(803)；
所述上级三相分离器(201)和下级三相分离器(202)分别通过上级三相分离器沼气收集管(801)和下级三相分离器沼气收集管(802)与一级气液分离器(3)连通，经上级三相分离器(201)和下级三相分离器(202)分离后的沼气收集至所述一级气液分离器(3)，沼气经过一级气液分离器(3)气液分离后，水分经过下降管(10)回流到下部反应区，沼气进入二级气液分离器(4)进行二次气液分离，沼气含水率下降，二次气液分离的水分经过二级气液分离器(4)的回流管(16)回到上部反应区。
2.根据权利要求1所述的厌氧反应器，其特征在于：所述厌氧反应器还设置有倒锥形旋流布水底板(15)，所述倒锥形旋流布水底板(15)能使得污泥分布曲线平缓，污泥在高度上分布均匀，避免传统布水装置出现死区和沟流。
3.根据权利要求2所述的厌氧反应器，其特征在于：所述厌氧反应器还设置有泥砂收集装置(12)，由于倒锥形旋流布水底板(15)为倒锥形底板，强化了厌氧反应器排出进水所携带砂砾以及反应生成泥砂的作用。
4.根据权利要求3所述的厌氧反应器，其特征在于：所述厌氧反应器还设置有循环管(9)，所述循环管(9)用于厌氧反应器的进水和自循环，提高厌氧***的上升流速，传质效率，加强生物反应的过程。
5.根据权利要求4所述的厌氧反应器，其特征在于：所述厌氧反应器还设置有蒸汽管(5)，用于厌氧反应器的温度控制，通过在线温度计调节蒸汽的用量。
6.根据权利要求5所述的厌氧反应器，其特征在于：所述厌氧反应器还设置有沼气安全排空管(11)，用于厌氧反应器罐体(1)的沼气排空和检修排空。
7.根据权利要求6所述的厌氧反应器，其特征在于：所述厌氧反应器还设置有臭气管(6)，所述厌氧反应器产生的臭气通过臭气管(6)来收集。
8.根据权利要求7所述的厌氧反应器，其特征在于：所述厌氧反应器还设置有出水管(7)，厌氧反应处理后的废水通过所述出水管(7)进入下一个处理单元。
9.根据权利要求8所述的厌氧反应器，其特征在于：还包括钢平台盘梯护栏(13)和检修门(14)。
10.一种用于垃圾渗滤液处理的强化排砂作用的厌氧反应器的使用方法，其特征在于：使用权利要求9所述的厌氧反应器，包括：
步骤一、厌氧反应器罐体(1)的下部反应区和上部反应区产生的沼气分别通过上级三相分离器(201)和下级三相分离器(202)进行气-固-液三相分离；
步骤二、通过上级三相分离器沼气收集管(801)和下级三相分离器沼气收集管(802)收集沼气至一级气液分离器(3)初次脱水，脱除的水分经由下降管(10)回到厌氧反应器罐体(1)的下部反应区；
步骤三、经一级气液分离器(3)气液分离的沼气经过二级气液分离器(4)再次脱水后由排气沼气管(803)排出；
步骤四、厌氧反应处理后的废水通过出水管(7)进入下一个处理单元；
步骤五、厌氧反应器运行一段时间产生的污泥随倒锥形旋流布水底板(15)汇集，通过泥砂收集装置(12)排出；
步骤六、厌氧反应器的温度通过蒸汽管(5)调节，厌氧反应器的进水和自循环由循环管(9)实现；
步骤七、检修时，打开安全排空管(11)和检修门(14)，当沼气来不及处理时，打开安全排空管(11)进行排放沼气，厌氧反应器产生的臭气通过臭气管(6)收集，钢平台盘梯护栏(13)日常维护巡视用。
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