CN109761449A - 一种基于uasb的新型厌氧反应器及处理*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于UASB的新型厌氧反应器及处理***，包括新型厌氧反应器、脱气池、沉淀池及自动监控***，厌氧反应器控制***通过温度、流量等信息实行全自动控制，厌氧反应器及脱气沉淀池由进水管、布水管、罐体、循环***、瓦楞板分离器、拱顶气封、水封罐、虹吸出水***、脱气沉淀池组成。采用底部布水管布水，有效保证底部均匀进水，降低了因布水不均导致污泥沉积的几率；增加低区域循环***，低区高流速有效的提高了传质效果，污染物与颗粒泥充分接触，强化了反应器运行效能；采用斜板+拱顶气封的集气方式节约了投资成本，同时提高了沼气收集效率；脱气沉淀池的设置可补充厌氧反应器中流失的污泥，保证其稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于UASB的新型厌氧反应器及处理***，具体为环保设备技术领域。
背景技术
UASB是一种在无氧的条件下利用厌氧微生物的降解作用使污水中有机物质达到净化的污水处理设备。废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物的作用，将废水中的各种复杂有机物分子转化成甲烷、二氧化碳等物质的过程，称为厌氧消化。厌氧反应器具有能耗低、有机负荷高、产生沼气能源等优点被广泛应用。
目前UASB反应器运行时负荷较低，耐冲击复合较低，且上升流速较小，对进水水质水量稳定性要求较高，其稳定性较差。同时存在反应器维护检修难度大，成本高等问题。因此，为进一步降低反应器投资成本，提高厌氧反应器的耐冲击负荷及处理效率，有必要改进现有工艺，解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有工艺的不足，提出一种基于UASB的新型厌氧反应器及处理***，使产沼气率、耐冲击负荷和运行稳定性显著提高，并降低反应器的投资成本。
本发明实现目的的技术方案如下：
一种基于UASB的新型厌氧反应器、脱气池、沉淀池和计算机自动监控控制***，厌氧反应器由计算机自动监控控制***控制，其中所述的一种基于UASB的新型厌氧反应器及处理***特征在于：进水管（1）、布水器（2）、钢结构罐体（3）、循环泵（4）、循环管（5）、瓦楞板分离器（6）、虹吸出水集水管（7）、拱顶气封（8）、沼气收集管（9）、水封罐（10）、沼气排出管（11）、沉淀池（12）、脱气池（13）、脱气管（14）、三角集水堰（15）、沉淀出水管（16）、泥斗（17）、污泥回流管（18）、进水泵（19）、真空破坏器（20）。钢结构罐体（3）内部底端设置有布水管（2）和放空管，布水管（2）等间距设置四根，管道下方成45度角开孔，钢结构罐体（3）中部距瓦楞板分离器（6）下方80cm处设置有循环管（5），循环管（5）下端安装有循环泵（4），循环泵（4）出水管与进水管（1）连接，钢结构罐体（3）上部设置有瓦楞板分离器（6），其与水平面夹角为55°，厌氧反应器液面下方30-50cm处有虹吸出水集水管（7），虹吸出水集水管（7）水平向两侧等间距开孔，其末端竖直向上至水平面后再水平穿出钢结构罐体（3），穿出钢结构罐体（3）后连接三通，一路向上安装真空破坏器（20），一路向下接出水管，钢结构罐体（3）顶部用拱顶气封（8）密封覆盖，拱顶气封（8）上安装水封罐（10），由沼气收集管（9）连接，收集的沼气由沼气排出管（11）排出，厌氧反应器出水管连接至脱气池（13），在该区域有害气体被来自脱气管（14）的气体带出，进入沉淀池（12）的废水经三角集水堰（15）收集后由沉淀出水管（16）排出，污泥沉淀至泥斗（17）后经与进水管（1）与循环管（5）接口后连接的污泥回流管（18）回流至厌氧反应器。
作为优选，所述的循环管（5）与钢结构罐体（3）的接口位于瓦楞板分离器（6）下方80cm处，且循环管（5）末端与进水管（1）连接，循环水与进水通过布水器（2）充分混匀后进入厌氧反应器，在厌氧反应器下部设置的强制循环***可将底部区域的上升流速提高至4m/h，且不影响三相分离区域内废水的上升流速。
作为优选，所述的瓦楞板分离器（6）与水平向夹角为55°，且前板上边缘与后板下边缘相互重叠，水气固混合液上升至该区域后，污泥被截留在反应器内，沼气在瓦楞板分离器（6）的凹槽处富集后上升至拱顶气封（8）收集，与沼气一同上升的水被虹吸出水集水管（7）收集后排出。
作为优选，所述的虹吸出水集水管（7）位于液面下方30-50cm处，虹吸出水集水管（7）末端竖直向上至水平面后，水平穿出钢结构罐体（3），钢结构罐体（3）外侧连接三通，三通垂直向上安装真空破坏器（20），其可控制反应器内的水平液面，三通向下连接出水管。
作为优选，所述的厌氧出水进入脱气池（13）脱气，脱气后在沉淀池（12）沉淀的污泥由污泥回流管（18）回流至厌氧反应器，污泥回流管（18）连接至循环管（5）与进水管（1）连接处之后。
一种新型厌氧反应器的工作原理为：废水经进水泵（19）泵入与进水管（1）连接的布水器（2）进入厌氧反应器底部，均匀分布的污水与厌氧反应器中的污泥进行充分反应，污水中的有机物被充分降解产生沼气，产生的沼气与水、污泥一起上升至瓦楞板分离器（6）时，污泥被截留在反应器中，水与沼气继续上升，沼气在拱顶气封（8）处收集后由沼气收集管（9）进入水封罐（10），经水封罐（10）收集后的沼气由沼气排出管（11）排出利用；出水由厌氧反应出水集水管（7）收集后进入脱气池（13），在脱气池（13）脱气后经沉淀池（12）三角集水堰（15）收集后从出水管排出，污泥沉降至泥斗（17）后经污泥回流管（18）回流至厌氧反应器。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本装置采用分离器下方强制循环加大了反应器低区的上升流速，增加了废水与微生物的传质效果，同时循环水与进水混合有效提高了厌氧反应器的耐冲击负荷；瓦楞板分离器及拱顶气封的设置相较普通三项分离器所用材料较少，有效降低了厌氧反应器的投资成本，提高了沼气的收集效率，并且拱顶气封的设置令沼气的收集更加稳定；厌氧反应器出水与脱气沉淀池连接，出水带出的部分污泥在脱气沉淀池沉淀后由污泥回流管回流至厌氧反应器，保证厌氧反应器内的污泥浓度维持稳定，令***稳定运行。
附图说明
图1为本发明新型厌氧反应器的结构图。
附图中：（1）进水管、（2）布水器、（3）钢结构罐体、（4）循环泵、（5）循环管、（6）瓦楞板分离器、（7）虹吸出水集水管、（8）拱顶气封、（9）沼气收集管、（10）水封罐、（11）沼气排出管、（12）沉淀池、（13）脱气池、（14）脱气管、（15）三角集水堰、（16）脱气沉淀出水管、（17）泥斗、（18）污泥回流管、（19）进水泵、（20）真空破坏器。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行详细说明。此处描述的具体实施实例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明由厌氧反应器、脱气沉淀池和计算机自动监控控制***组成，由计算机自动监控控制***控制厌氧反应器，厌氧反应器特征在于：进水管（1）、布水器（2）、钢结构罐体（3）、循环泵（4）、循环管（5）、瓦楞板分离器（6）、虹吸出水集水管（7）、拱顶气封（8）、沼气收集管（9）、水封罐（10）、沼气排出管（11）、沉淀池（12）、脱气池（13）、脱气管（14）、三角集水堰（15）、脱气沉淀出水管（16）、泥斗（17）、污泥回流管（18）、进水泵（19）、真空破坏器（20）。钢结构罐体（3）内部底端设置有布水管（2）和放空管，布水管（2）等间距设置四根，管道下方成45度角开孔，钢结构罐体（3）中部距瓦楞板分离器（6）下方80cm处设置有循环管（5），循环管（5）下端安装有循环泵（4），循环泵（4）出水管与进水管（1）连接，钢结构罐体（3）上部设置有瓦楞板分离器（6），其与水平面夹角为55°，厌氧反应器液面下方30-50cm处有虹吸出水集水管（7），虹吸出水集水管（7）水平向两侧等间距开孔，其末端竖直向上至水平面后再水平穿出钢结构罐体（3），穿出钢结构罐体（3）后连接三通，一路向上安装真空破坏器（20），一路向下接出水管，钢结构罐体（3）顶部用拱顶气封（8）密封覆盖，拱顶气封（8）上安装水封罐（10），由沼气收集管（9）连接，收集的沼气由沼气排出管（11）排出，厌氧反应器出水管连接至脱气池（13），在该区域有害气体被来自脱气管（14）的气体带出，进入沉淀池（12）的废水经三角集水堰（15）收集后由沉淀出水管（16）排出，污泥沉淀至泥斗（17）后经与进水管（1）与循环管（5）接口后连接的污泥回流管（18）回流至厌氧反应器。
于本实例中，污水经进水泵（19）泵入与进水管（1）连接的布水器（2）进入厌氧反应器底部，均匀分布的污水与厌氧反应器中的污泥进行充分反应，污水中的有机物被充分降解产生沼气，产生的沼气与水、污泥一起上升至瓦楞板分离器（6）时，污泥被截留在反应器中，沼气在瓦楞板分离器（6）的凹槽处富集后与水继续上升，最后在拱顶气封（8）处收集后由沼气收集管（9）进入水封罐（10），经水封罐（10）收集后的沼气由沼气排出管（11）排出利用；出水由虹吸出水集水管（7）收集后进入脱气池（13），在脱气池（13）脱气后经沉淀池（12）的三角集水堰（15）收集后从出水管排出，污泥沉降至泥斗（17）后经污泥回流管（18）回流至厌氧反应器。
本实施例的厌氧反应器运行前接种含高活性产甲烷菌种的污泥，接种污泥的挥发性悬浮固体（VSS）和总悬浮固体（TSS）比值不低于0.5，接种污泥量为8-10 kgVss/m3。
本实施例厌氧反应器通过提高进水量的方式逐步提高有机负荷，当产气量和COD
去除率达到稳定状态时，则进一步提高进水负荷。本实施例厌氧反应器在整个运行过程中
主要可划分为四个阶段，污泥驯化阶段（1－15d），负荷提高阶段（16－40d），***恢复阶段（41-52d）和稳定运行阶段（53-80d）。
负荷提高阶段，本实施例厌氧反应器的C0D去除率将随着有机负荷的提高而出现
波动，经过2d的运行后，COD去除率将恢复到80％以上。经过38d的运行，反应器的有机负荷由2.2kg COD/（m3・d）提高到3.6kg COD/（m3・d），说明随着进水负荷的提高，厌氧产甲烷菌逐渐适应了处理环境，并呈现出较好的产甲烷活性。在稳定运行过程中，反应器的COD去除率稳定在80.4％-86.8％，厌氧反应器启动运行时的水力停留时间为4d，有机负荷（Organic lording rate，OLR)为3.0-4.0 kg COD/(m3・d)。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：1、循环水与进水的混合，可保持厌氧反应器底部的pH浓度维持恒定，为微生物创造适宜的反应环境，同时提高反应器的耐冲击负荷，增强了传质效果，其容积负荷比普通型UASB反应器提高了30%-40%；2、瓦楞板分离器的设置节省了设备的投资成本，厌氧反应过程产生的微小沼气泡在瓦楞板分离器的凹槽处富集后上升逸出水面，提高了其收集效率；3、脱气沉淀池沉淀的厌氧污泥收集后回流至厌氧反应器，保证了反应器内的污泥浓度，提高了反应器的运行稳定性；4、拱顶气封的设置可令产生的沼气形成稳定气源，降低了运行维护成本。
以上描述的本发明实施例，并不限于上述实施方式，任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种基于UASB的新型厌氧反应器及处理***，其特征在于：它包含新型厌氧反应器、脱气沉淀池和全自动监控控制***，全自动监控控制***控制厌氧反应器运行，脱气沉淀池设置于厌氧反应器后，保证颗粒污泥的浓度，其中所述的厌氧反应器特征在于：进水管（1）、布水器（2）、钢结构罐体（3）、循环泵（4）、循环管（5）、瓦楞板分离器（6）、虹吸出水集水管（7）、拱顶气封（8）、沼气收集管（9）、水封罐（10）、沼气排出管（11）、沉淀池（12）、脱气池（13）、脱气管（14）、三角集水堰（15）、沉淀出水管（16）、泥斗（17）、污泥回流管（18）、进水泵（19）真空破坏器（20）;
钢结构罐体（3）内部底端设置有布水管（2）和放空管，布水管（2）等间距设置四根，管道下方成45度角开孔，钢结构罐体（3）中部距瓦楞板分离器（6）下方80cm处设置有循环管（5），循环管（5）下端安装有循环泵（4），循环泵（4）出水管与进水管（1）连接，钢结构罐体（3）上部设置有瓦楞板分离器（6），其与水平面夹角为55°，厌氧反应器液面下方30-50cm处有虹吸出水集水管（7），虹吸出水集水管（7）水平向两侧等间距开孔，其末端竖直向上至水平面后再水平穿出钢结构罐体（3），穿出钢结构罐体（3）后连接三通，一路向上安装真空破坏器（20），一路向下接出水管，钢结构罐体（3）顶部用拱顶气封（8）密封覆盖，拱顶气封（8）上安装水封罐（10），由沼气收集管（9）连接，收集的沼气由沼气排出管（11）排出，厌氧反应器出水管连接至脱气沉淀池（12）的脱气池（13），在该区域污水中有害气体被来自脱气管（14）的气体带出，废水在沉淀池（12）的三角集水堰（15）收集后由沉淀出水管（16）排出，污泥沉淀至泥斗（17）后经与进水管（1）与循环管（5）接口后连接的污泥回流管（18）回流至厌氧反应器。
2.根据权利要求1所述的一种基于UASB的新型厌氧反应器及处理***，其特征在于：所述的循环管（5）与钢结构罐体（3）的接口位于瓦楞板分离器（6）下方80cm处，且循环管（5）末端与进水管（1）连接，循环水与进水通过布水器（2）充分混匀后进入厌氧反应器。
3.根据权利要求1所述的一种基于UASB的新型厌氧反应器及处理***，其特征在于：所述的瓦楞板分离器与水平向夹角为55°，且前板上边缘与后板下边缘重叠，水气固在此处三相分离后污泥被截留，沼气上升后在拱顶气封（8）处收集，后由沼气收集管（9）收集进入水封罐（10）。
4.根据权利要求1所述的一种基于UASB的新型厌氧反应器及处理***，其特征在于：所述的虹吸出水集水管（7）位于液面下方30-50cm处，虹吸出水集水管（7）末端竖直向上至水平面后，水平穿出钢结构罐体（3），钢结构罐体外部设置真空破坏器（20），用以调节反应器内液面高度。
5.根据权利要求1所述的一种基于UASB的新型厌氧反应器及处理***，其特征在于：所述的厌氧出水进入脱气池（13）脱气后进入沉淀池（12），在沉淀池（12）沉淀的污泥由污泥回流管（18）回流至厌氧反应器，污泥回流管（18）连接至循环管（5）与进水管（1）连接处之后。
6.根据权利要求1所述的一种基于UASB的新型厌氧反应器及处理***，其特征在于：所述的新型厌氧反应器的工作原理为：废水经进水泵（19）泵入与进水管（1）连接的布水器（2）进入厌氧反应器底部，均匀分布的污水与厌氧反应器中的污泥进行充分反应，污水中的有机物被充分降解产生沼气，产生的沼气与水、污泥一起上升至瓦楞板分离器（6）时，污泥被截留在反应器中，沼气在瓦楞板分离器（6）的凹槽处富集后逸出水面，在拱顶气封（8）处收集后由沼气收集管（9）进入水封罐（10），经水封罐（10）收集后的沼气由沼气排出管（11）排出利用；随沼气上升的水由虹吸出水集水管（7）收集后进入脱气池（13）脱气，出水进入沉淀池（12）后经三角集水堰（15）收集后从出水管排出，污泥沉降至泥斗（17）后经污泥回流管（18）回流至厌氧反应器。
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