CN213506182U - 一种配有机械搅拌的新型厌氧反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种配有机械搅拌的新型厌氧反应装置，包括罐体，所述罐体内从下至上依次为配水区、厌氧反应区、沉淀出水区和集气区；所述配水区中部设置布水管，所述布水管与配水区侧壁的进水口连接，所述布水管上均布布水孔；所述配水区与厌氧反应区之间设置多孔承托板；所述厌氧反应区内设置搅拌装置，所述多孔承托板上设置悬浮生物填料，所述沉淀出水区侧壁上部设置出水管；本反应装置结构科学、避免形成沟流、污泥死区少、出水携泥量小，处理效果好。

Description

一种配有机械搅拌的新型厌氧反应装置

技术领域

本实用新型涉及厌氧反应装置领域，尤其涉及一种配有机械搅拌的新型厌氧反应装置。

背景技术

厌氧生物处理（Anaerobic Process）是在厌氧条件下，形成了厌氧微生物所需要的营养条件和环境条件，通过厌氧菌和兼性菌代谢作用，对有机物进行生化降解的过程。

现有的厌氧反应装置主要存在以下几个问题：

第一： 水力分布不均匀，传质效率差；厌氧反应装置一般采用上向流方式，即废水由反应器底部进水，由一根主管接入“环”形或“丰”字形穿孔布水装置，以达到均布出水，但废水中往往含有悬浮颗粒或胶体杂质，运行过程中极易堵塞部分布水孔，从而导致出水不均匀，而处于反应装置中部核心区域的厌氧污泥处于相对静止的状态，被堵塞布水孔的上部污泥不能与废水接触而无法参与反应，形成沟流，增大了污泥死区，导致处理效率低下。

第二：三相分离效果不好，跑泥问题严重；厌氧反应装置核心部件之一就是三相分离器，三相分离器设计水平及加工精度的好与坏，直接关系到“气、固、液”三相分离是否彻底，影响***的稳定运行，但往往由于各种原因，导致***出水携泥量大，造成污泥流失严重，影响处理效果。

第三：厌氧菌种驯化培养周期长，颗粒污泥难以形成；一般厌氧反应装置从开始启动调试，到稳定运行，需要3~6个月；驯化培养中，要控制好进水浓度、pH、温度及营养补充等，过程相对比较复杂且对调试人员工程经验要求高，同时在此期间，处理效果不稳定，出水水质难以保证。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种结构科学、避免形成沟流、污泥死区少、出水携泥量小，处理效果好的一种配有机械搅拌的新型厌氧反应装置。

为实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案是：

一种配有机械搅拌的新型厌氧反应装置，包括罐体，所述罐体内从下至上依次为配水区、厌氧反应区、沉淀出水区和集气区；所述配水区中部设置布水管，所述布水管与配水区侧壁的进水口连接，所述布水管上均布布水孔；所述配水区与厌氧反应区之间设置多孔承托板；所述厌氧反应区内设置搅拌装置，所搅拌装置包括设置在罐体上方的搅拌电机、设置在罐体中心的搅拌传动轴以及设置在搅拌传动轴侧壁的搅拌叶轮；所述搅拌传动轴顶部与搅拌电机连接，底部与多孔承托板中心的底座轴承连接；所述多孔承托板上设置悬浮生物填料，所述搅拌叶轮位于在悬浮生物填料内；所述沉淀出水区侧壁上部设置出水管。

作为优选，所述配水区内布水管上方设置反冲洗管，布水管下方设置集泥管；所述反冲洗管与设置在罐体外的反冲洗进水管连接，所述集泥管与设置在罐体外的排泥管连接；所述反冲洗管上、下均布反冲洗孔；所述集泥管上均布集泥孔；所述反冲洗进水管上设置反冲洗阀；所述集泥管上设置集泥阀，所述排泥管上设置排泥阀。

作为优选，所述厌氧反应区内还设置温度传感器和加热盘管，所述加热盘管以搅拌传动轴为中心呈螺旋状，所述加热盘管上端与厌氧反应区侧壁上部的蒸汽进口连接，下端与厌氧反应区侧壁下部的蒸汽出口连接。

作为优选，所述沉淀出水区上部中心还设置多孔出水筒，所述多孔出水筒通过支架与罐体内壁连接，多孔出水筒顶部开口，底部密封，侧壁均布过水孔，所述过水孔的孔径略小于悬浮生物填料的直径；所述搅拌传动轴穿过多孔出水筒底部，所述多孔出水筒底部还设置出水孔，所述出水孔与出水管连通。

作为优选，所述集气区顶部设置锥形集气罩，所述集气罩顶部设置沼气出口，侧壁设置检查孔，所述检查孔上设置透明盖体。

作为优选，所述反冲洗进水管与排泥管之间还设置连通管，所述连通管上设置连通阀。

作为优选，所述多孔出水筒内还设置长条状毛刷，所述毛刷的一端为凸出端，所述凸出端轴向***导杆一端的卡槽内，所述导杆另一端与搅拌传动轴连接。

作为优选，所述悬浮生物填料为活性炭颗粒、火山岩或PP流化填料中的一种或多种；所述悬浮生物填料的填充度为罐体体积的10%-30%。

作为优选，所述搅拌叶轮外壁涂覆柔性耐磨橡胶涂层。

本实用新型的有益效果是：

第一：通过连续或间隙慢速机械搅拌，主要有以下作用：（1）防止填料板结、堵塞形成沟流等问题，使废水和填料在充分搅动下，提高传质处理效率；（2）搅动振动作用有利于厌氧反应产生的沼气分离上浮，进一步强化搅拌效果；（3）搅动振动作用有利于生物膜上老化厌氧污泥剥落，促进微生物新陈代谢，老化的污泥沉降至配水区底部定期排出；

第二：搅拌叶轮外壁涂覆柔性耐磨橡胶，同时采用慢速搅拌电机，有效避免填料和附着在其内部的生物膜的损坏；

第三：沉淀出水区上部中心设置多孔出水筒，无需使用三相分离器；多孔出水筒四周密布过水孔，对上浮填料和污泥颗粒有效截留，而处理过的废水则能透过过水孔流入多孔出水筒内，经底部出水管流出厌氧反应装置；

第四：多孔出水筒内部安装了毛刷，在搅拌传动轴的旋转带动下，毛刷不断清刷多孔出水筒的内壁，可有效防止多孔出水筒四周过水孔堵塞，保证出水通畅；当毛刷磨损较严重时，可将其从导杆的卡槽里抽出，更换新的毛刷，更换方便；

第五：厌氧反应区内设置温度传感器，根据设定温度控制蒸汽通入量，以维持厌氧反应区内合适的温度；当温度较低时，开启蒸汽加热，加热蒸汽由蒸汽进口进入，流经加热盘管后从蒸汽出口排出，加热盘管采用螺旋结构，同时蒸汽流向与废水流向呈错流，显著提高传热效率，节约能耗；

第六：悬浮生物填料具有高比表面积，吸附能力较强，同时填料材质具有良好的生物相容性，接种厌氧微生物可以快速地栖附在填料内表面，形成生物膜，捕捉废水中的污染物质，达到高效去除的目的；

第七：厌氧反应区可通过导入商品厌氧菌种或高耐盐专效菌种，菌种投加量为厌氧反应装置有效容积的0.1~0.3‰，菌种栖附于悬浮生物填料内表面形成生物膜，繁殖复壮，同时进行适应性驯化培养，快速达到最佳处理效果，缩短调试周期；

第八：反冲洗管上、下均布反冲洗孔，定期开启反冲洗阀可以对多孔承托板和布水管进行冲洗，防止布水管和多孔承托板堵塞；

第九：反冲洗进水管与排泥管之间还设置连通管，连通管上设置连通阀；定期开启反冲洗阀、连通阀和集泥阀，可以对集泥管进行冲洗，确保集泥管畅通；定期开启反冲洗阀、连通阀和排泥阀，可以对排泥管进行冲洗，确保排泥顺畅。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为多孔出水筒截面图。

图3为多孔出水筒俯视图。

图中：10是罐体、20是配水区、21是布水管、22是进水口、23是反冲洗管、24是集泥管、 24.1是集泥阀、25是连通管、25.1是连通阀、30是厌氧反应区、31是搅拌装置、31.1是搅拌电机、31.2是搅拌传动轴、31.3是搅拌叶轮、31.4是底座轴承、32是悬浮生物填料、33是加热盘管、34是蒸汽进口、35是蒸汽出口、40是沉淀出水区、41是出水管、42是多孔出水筒、42.1是过水孔、42.2是出水孔、43是支架、44是毛刷、44.1是凸出端、45是导杆、45.1是卡槽、50是集气区、51是集气罩、52是沼气出口、53是检查孔、54是透明盖体、60是多孔承托板、70是反冲洗进水管、70.1是反冲洗阀、71是排泥管、71.1是排泥阀 。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

一种配有机械搅拌的新型厌氧反应装置，包括罐体10，所述罐体10内从下至上依次为配水区20、厌氧反应区30、沉淀出水区40和集气区50；所述配水区20中部设置布水管21，所述布水管21与配水区20侧壁的进水口22连接，所述布水管21上均布布水孔（图中未画出）；所述配水区20与厌氧反应区30之间设置多孔承托板60；所述厌氧反应区30内设置搅拌装置31，所搅拌装置31包括设置在罐体10上方的搅拌电机31.1、设置在罐体10中心的搅拌传动轴31.2以及设置在搅拌传动轴31.2侧壁的搅拌叶轮31.3；所述搅拌传动轴31.2顶部与搅拌电机31.1连接，底部与多孔承托板60中心的底座轴承31.4连接；所述多孔承托板60上设置悬浮生物填料32，多孔承托板60的孔洞直径略小于悬浮生物填料32的直径，防止悬浮生物填料32掉落至配水区20 ；所述搅拌叶轮31.3位于在悬浮生物填料32内；所述沉淀出水区40侧壁上部设置出水管41。

作为优选，所述配水区20内布水管21上方设置反冲洗管23，布水管21下方设置集泥管24；所述反冲洗管23与设置在罐体10外的反冲洗进水管70连接，所述集泥管24与设置在罐体10外的排泥管71连接；所述反冲洗管23上、下均布反冲洗孔（图中未画出）；所述集泥管24上均布集泥孔（图中未画出）；所述反冲洗进水管70上设置反冲洗阀70.1；所述集泥管24上设置集泥阀24.1，所述排泥管71上设置排泥阀71.1，结合PLC控制器，可以实现定期冲洗布水管21和多孔承托板60。

作为优选，所述厌氧反应区30内还设置温度传感器（图中未画出）和加热盘管33，所述加热盘管33以搅拌传动轴31.2为中心呈螺旋状，所述加热盘管33上端与厌氧反应区30侧壁上部的蒸汽进口34连接，下端与厌氧反应区30侧壁下部的蒸汽出口35连接；结合PLC控制器，根据设定温度控制蒸汽通入量，以维持厌氧反应区30内合适的温度；当温度较低时，开启蒸汽加热，加热蒸汽由蒸汽进口34进入，流经加热盘管33后从蒸汽出口35排出，加热盘管33采用螺旋结构，同时蒸汽流向与废水流向呈错流，显著提高传热效率，节约能耗。

作为优选，所述沉淀出水区40上部中心还设置多孔出水筒42，所述多孔出水筒42通过支架43与罐体10内壁连接，多孔出水筒42顶部开口，底部密封，侧壁均布过水孔42.1，所述过水孔42.1的孔径略小于悬浮生物填料32的直径；所述搅拌传动轴31.2穿过多孔出水筒42底部，搅拌传动轴31.2与多孔出水筒42之间的缝隙略小于悬浮生物填料32的直径；所述多孔出水筒42底部还设置出水孔42.2，所述出水孔42.2与出水管41连通。

作为优选，所述集气区50顶部设置锥形集气罩51，所述集气罩51顶部设置沼气出口52，侧壁设置检查孔53，所述检查孔53上设置透明盖体54。

作为优选，所述反冲洗进水管70与排泥管71之间还设置连通管25，所述连通管25上设置连通阀25.1，结合PLC控制器可实现定期冲洗集泥管24和排泥管71。

作为优选，所述多孔出水筒42内还设置长条状毛刷44，所述毛刷44的一端为凸出端44.1，所述凸出端44.1轴向***导杆45一端的卡槽45.1内，所述导杆45另一端与搅拌传动轴31.2连接。

作为优选，所述悬浮生物填料32为活性炭颗粒、火山岩或PP流化填料中的一种或多种；所述悬浮生物填料32的填充度为罐体体积的10%-30%；厌氧反应区30内通过导入商品厌氧菌种或高耐盐专效菌种，菌种投加量为厌氧反应装置有效容积的0.1~0.3‰，菌种栖附于悬浮生物填料32内表面形成生物膜，繁殖复壮，同时进行适应性驯化培养，快速达到最佳处理效果，缩短调试周期。

作为优选，所述搅拌叶轮31.3外壁涂覆柔性耐磨橡胶涂层。

布水管21、反冲洗管23、集泥管24可以是“环”形或“丰”字形，也可以是其他有助于布水、冲洗、集泥的分布形状，此为现有技术，此处不再赘述。

本反应装置工作原理：

废水经进水口22及布水管21进入配水区20，通过布水管21的均匀布水向上流动进入厌氧反应区30；配水区20内的集泥管24进行集泥，定期开启集泥阀24.1和排泥阀71.1进行排泥；定期开启反冲洗阀70.1对上部多孔承托板60和下部布水管21进行冲洗，反冲洗采用高压洁净水；当集泥管24和排泥管71堵塞导致排泥不畅时，开启反冲洗阀70.1和连通阀25.1、并打开集泥阀24.1或排泥阀71.1，实现内部集泥管24或外部排泥管71的分段式清洗。

废水经多孔承托板60均布进入厌氧反应区30，厌氧反应区30内填充悬浮生物填料32，老化剥落厌氧污泥可以通过多孔承托板60进入配水区20，沉淀至配水区20底部；悬浮生物填料32具有高比表面积，吸附能力较强，同时填料材质具有良好的生物相容性，厌氧反应区30内通过导入商品厌氧菌种或高耐盐专效菌种，菌种投加量为厌氧反应装置有效容积的0.1~0.3‰，菌种栖附于悬浮生物填料32内表面形成生物膜，繁殖复壮，同时进行适应性驯化培养，快速达到最佳处理效果，缩短调试周期；

厌氧反应区30内设置温度传感器，当温度较低时，开启蒸汽加热，加热蒸汽由反应区上部蒸汽进口34进入，流经加热盘管33后由蒸汽出口35排出，加热盘管35采用螺旋结构，同时蒸汽流向与废水流向呈错流，显著提高传热效率，节约能耗；通过连续或间隙慢速的使用搅拌装置31，搅动悬浮生物填料32，第一：防止悬浮生物填料32板结、堵塞形成沟流等问题，使废水和悬浮生物填料32在充分搅动下，提高传质处理效率；第二：搅动振动作用有利于厌氧反应产生的沼气分离上浮，进一步强化搅拌效果；第三：搅动振动作用有利于生物膜上老化厌氧污泥剥落，促进微生物新陈代谢，老化的污泥沉降至配水区20底部定期排出；

废水经过厌氧反应后流入沉淀出水区40，在该层没有搅拌扰动，悬浮生物填料32由于厌氧微生物附着，整体比重略高于水，慢慢沉淀回落到厌氧反应区30，少量悬浮生物填料32或污泥由于粘附较多气泡，浮力增加导致上浮，与处理后的废水一起流向多孔出水筒42，多孔出水筒42四周密布过水孔42.1，对上浮填料和污泥颗粒有效截留，而废水则能透过过水孔42.1流入多孔出水筒42内，经底部出水口42.2和出水管41流出罐体10；当***负荷进水过高时，可通过回流泵将出水部分回流至进水口22，达到稀释原水和强化处理效果的目的；

厌氧反应产生的沼气上升溢出水面，进入集气区50，经集气罩51收集后，由沼气出口52排出；集气罩51侧壁设置检查孔53，检查孔53上设置透明盖板54方便观察罐体10的内部情况；必要时，可在保证安全的前提下由检查孔53进入罐体10内部进行检修。

所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种配有机械搅拌的新型厌氧反应装置，包括罐体（10），其特征在于：所述罐体（10）内从下至上依次为配水区（20）、厌氧反应区（30）、沉淀出水区（40）和集气区（50）；所述配水区（20）中部设置布水管（21），所述布水管（21）与配水区（20）侧壁的进水口（22）连接，所述布水管（21）上均布布水孔；所述配水区（20）与厌氧反应区（30）之间设置多孔承托板（60）；所述厌氧反应区（30）内设置搅拌装置（31），所搅拌装置（31）包括设置在罐体（10）上方的搅拌电机（31.1）、设置在罐体（10）中心的搅拌传动轴（31.2）以及设置在搅拌传动轴（31.2）侧壁的搅拌叶轮（31.3）；所述搅拌传动轴（31.2）顶部与搅拌电机（31.1）连接，底部与多孔承托板（60）中心的底座轴承（31.4）连接；所述多孔承托板（60）上设置悬浮生物填料（32），所述搅拌叶轮（31.3）位于在悬浮生物填料内（32）；所述沉淀出水区（40）侧壁上部设置出水管（41）。

2.根据权利要求1所述的一种配有机械搅拌的新型厌氧反应装置，其特征在于：所述配水区（20）内布水管（21）上方设置反冲洗管（23），布水管（21）下方设置集泥管（24）；所述反冲洗管（23）与设置在罐体（10）外的反冲洗进水管（70）连接，所述集泥管（24）与设置在罐体（10）外的排泥管（71）连接；所述反冲洗管（23）上、下均布反冲洗孔；所述集泥管（24）上均布集泥孔；所述反冲洗进水管（70）上设置反冲洗阀（70.1）；所述集泥管（24）上设置集泥阀（24.1），所述排泥管（71）上设置排泥阀（71.1）。

3.根据权利要求1所述的一种配有机械搅拌的新型厌氧反应装置，其特征在于：所述厌氧反应区（30）内还设置温度传感器和加热盘管（33），所述加热盘管（33）以搅拌传动轴（31.2）为中心呈螺旋状，所述加热盘管（33）上端与厌氧反应区（30）侧壁上部的蒸汽进口（34）连接，下端与厌氧反应区（30）侧壁下部的蒸汽出口（35）连接。

4.根据权利要求1所述的一种配有机械搅拌的新型厌氧反应装置，其特征在于：所述沉淀出水区（40）上部中心还设置多孔出水筒（42），所述多孔出水筒（42）通过支架（43）与罐体（10）内壁连接，多孔出水筒（42）顶部开口，底部密封，侧壁均布过水孔（42.1），所述过水孔（42.1）的孔径略小于悬浮生物填料（32）的直径；所述搅拌传动轴（32.2）穿过多孔出水筒（42）底部，所述多孔出水筒（42）底部还设置出水孔（42.2），所述出水孔（42.2）与出水管（41）连通。

5.根据权利要求1所述的一种配有机械搅拌的新型厌氧反应装置，其特征在于：所述集气区（50）顶部设置锥形集气罩（51），所述集气罩（51）顶部设置沼气出口（52），侧壁设置检查孔（53），所述检查孔（53）上设置透明盖体（54）。

6.根据权利要求2所述的一种配有机械搅拌的新型厌氧反应装置，其特征在于：所述反冲洗进水管（70）与排泥管（71）之间还设置连通管（25），所述连通管（25）上设置连通阀（25.1）。

7.根据权利要求4所述的一种配有机械搅拌的新型厌氧反应装置，其特征在于：所述多孔出水筒（42）内还设置长条状毛刷（44），所述毛刷（44）的一端为凸出端（44.1），所述凸出端（44.1）轴向***导杆（45）一端的卡槽（45.1）内，所述导杆（45）另一端与搅拌传动轴（31.2）连接。

8.根据权利要求1所述的一种配有机械搅拌的新型厌氧反应装置，其特征在于：所述悬浮生物填料（32）为活性炭颗粒、火山岩或PP流化填料中的一种或多种；所述悬浮生物填料（32）的填充度为罐体（10）体积的10%-30%。

9.根据权利要求1所述的一种配有机械搅拌的新型厌氧反应装置，其特征在于：所述搅拌叶轮（31.3）外壁涂覆柔性耐磨橡胶涂层。

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