具有氣提式內循環和微動力水力外循環的egsb反應器的制作方法

專利名稱：具有氣提式內循環和微動力水力外循環的egsb反應器的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種環保設備，具體而言涉及一種厭氧生物反應器，特別涉及ー種具有氣提式內循環和微動力水力外循環的EGSB反應器。
背景技術：
目前，厭氧顆粒污泥膨脹床反應器(expandedgranular sludge blanket reactor，簡稱EGSB)指由底部的污泥區和中上部的氣、液、固三相分離區組合為一體的，通過回流 和結構設計使廢水在反應器內具有較高上升流速，反應器內部顆粒污泥處于膨脹狀態的有機物降解高塔式厭氧裝置。EGSB反應器作為ー種改進型的UASB反應器，雖然在結構形式、污泥形態等方面與UASB反應器非常相似，但其工作運行方式與UASB截然不同，較高的上升流速使顆粒污泥床處于膨脹狀態，不僅能使進水與顆粒污泥充分接觸，提高傳質效率，而且有利于基質和代謝產物在顆粒污泥內外的擴散、傳送，保證了反應器在較高的容積負荷條件下正常運行。傳統上，EGSB采用出水到沉淀池后再回流到EGSB反應器，但是這樣需要提升的揚程高，回流能耗大，不經濟。

發明內容
本發明的所要解決的問題在于克服現有技術中處理工業有機廢水エ藝設備復雜的問題，提供ー種具有氣提式內循環和微動力水力外循環的，動カ消耗小的較為經濟的EGSB反應器。為了解決現有技術中的問題，本發明提供的技術方案是ー種具有氣提式內循環和微動力水力外循環的EGSB反應器，包括反應器、布水器、三相分離器、出水收集裝置和沼氣循環裝置，其特征在于，在反應器內部從下往上設有第一厭氧反應室和第二厭氧反應室，所述第一厭氧反應室頂部設置有下三相分離器，所述第二厭氧反應室頂部設置上三相分離器；在反應器外部出水收集裝置連接有供一部分水回流至反應器底部的泵進水管，所述泵進水管上安裝有提供動カ的低揚程大流量的回流水泵和控制流量的閥門。優選的，所述第一厭氧反應室為污泥膨脹床，所述第二厭氧反應室為精處理區，SP低負荷區。水力負荷和產氣負荷比污泥膨脹床小得多，有利于污泥的滯留，具有SRT > HRT的特征。反應器通過上、下兩個動力學過程不同的反應室的設置，實現了 “高負荷與污泥流失相分離”，既保持了污泥的高濃度，又強化了傳質過程，故有機負荷高。優選的，在所述上三相分離器上部設有出水收集裝置，所述出水收集裝置包括設在反應器內部的三角出水槽，所述三角出水槽連接有設在反應器外部的出水斗，所述出水斗連接有所述泵進水管和供處理后的廢水流入后續處理設施的出水管。優選的，所述三角出水槽設在反應器內頂部，槽兩側每隔一定距離設置三角堰，堰上水頭不小于25mm。優選的，在反應器外頂部設有沼氣循環裝置，所述沼氣循環裝置包括沼氣泥水分離包，所述沼氣泥水分離包連接有吸收沼氣泥水混合物的沼氣上升管、供分離的沼氣回收利用的沼氣回收管和供分離的泥水回流至反應器底部的泥水下降管。優選的，所述出水斗內部還裝置由顆粒污泥回收器，所述顆粒污泥回收器通過設置顆粒污泥回收管連接至所述泥水下降管。
優選的，在所述泵進水管和反應器中間設有污泥旋流器。工作原理
本發明采用微動力水力外循環，即EGSB出水至出水斗，再經過低揚程大流量的水泵回流至反應器，通過控制閥門來調節內回流量，來控制反應器內的表面負荷，進而控制反應器的水力條件來實現外循環，此方法動カ消耗非常小，是傳統的109Γ30%左右，動カ消耗下降7(Γ90%。此方法為微動力水力外循環式。本發明采用無動カ氣提內循環，即反應器內產生的沼氣通過三相分離器收集，沼氣提升混合液至分離包，沼氣回收利用后，混合液通過泥水下降管回流到反應器的底部。此方法以自身產生的沼氣作為提升動力，不需要外界的機械動カ即可以實現內循環，反應器內沼氣產生過程中使顆粒污泥處于膨脹狀態。本發明EGSB反應器采用無動カ氣提內循環和微動力水カ外循環技術，對于常溫和低負荷有機廢水，可増加反應器的水力負荷，保證處理效果。對于超高濃度或含有毒物質的廢水，可以稀釋進入反應器內的基質濃度和有毒物質濃度，降低其對微生物的抑制和毒害。同時有利于反應器內的絮狀污泥向顆粒污泥轉化，小顆粒污泥向大顆粒污泥轉化。本發明EGSB反應器采用無動カ氣提內循環和微動力水カ外循環技術，無動力氣提內循環即以自身產生的沼氣作為提升動力，實現混合液的內循環。氣提式內循環反應器由第一厭氧反應室和第二厭氧反應室疊加而成，每個厭氧反應室的頂部各設ー個氣-固-液三相分離器，如同兩個UASB反應器的上下重疊串聯。微動力水力外循環技術即由水泵加壓實現，須消耗一部分動カ；回流比一般控制在100% 300%之間。外回流進入點宜設置在出水斗上，與原水一起在反應器內進行布水；出水回流可采用低揚程管道泵直接加壓回流。本發明主要目的是提高反應器內的液體上升流速，使顆粒污泥床層充分膨脹，污水與微生物之間充分接觸，加強傳質效果，還可以避免反應器內死角和短流的產生EGSB反應器通過出水回流，使其具有抗沖擊負荷的能力，使進水中的毒性物質濃度被稀釋至對微生物不再具有毒害作用，同時可改善廢水與污泥的混合。所以EGSB反應器可處理含有毒性物質的高濃度有機廢水。對含有高濃度脂肪或類脂的廢水，通過出水循環可改善混合效果。初次啟動吋，出水循環使進水CODCr濃度稀釋至5g/L以下，這對啟動和顆粒污泥的形成是極有利的。工作過程
廢水經過布水器將進水均勻地分配到整個反應器的底部，并產生一個均勻的上升流速。與UASB反應器相比，EGSB反應器由于高徑比大，其所需要的配水面積會較小，同時采用了出水循環，其配水孔ロ的流速大，更容易保證配水均勻。下三相分離器和上三相分離器將整個反應區分為上、下兩個區域，下部為污泥膨脹床，上部為精處理區。廢水通過厭氧反應器下部的顆粒污泥層時，大部分的有機物被降解，同時產生大量的沼氣；經過下三相分離器的廢水繼續進入上部的精處理區，廢水中的剰余有機物可被上部的厭氧顆粒污泥進一歩降解，產生的沼氣由上層三相分離器分離收集。較高的上升流速可以使反應器中污泥與廢水得以充分的接觸，并引起顆粒污泥在污泥膨脹床的膨脹，這樣就可以保證污泥與污水的充分混合，減少反應器內的死角，廢水與顆粒污泥充分接觸，強化了傳質效果，產生了大量的沼氣，沼氣、污泥和廢水在下三相分離器中分離，其主要作用是將出水、沼氣、污泥三相進行有效分離，使污泥在反應器內有效持留。沼氣因帶有飽和水以及未完全分離泥水通過沼氣上升管進入泥水分離包，三者在泥水分離包中旋流，泥水通過沼氣下降管回流至反應器的底部，分離的沼氣通過沼氣回收管回收利用。三角出水槽設置在EGSB反應器的頂部，盡可能保證均勻地收集處理后的廢水，在水平匯水槽內一定距離間隔設三角堰。為保證出水均勻，本發明EGSB反應器采用多槽式出水方式，每個槽兩側設有三角堰，設計時應考慮三角堰高度的可調性，堰上水頭不小于25mm0由于反應器上升流速較高，在運行過程中會有大量的厭氧顆粒污泥流失，因此在反應器的出水斗裝置顆粒污泥回收器，可有效利用回流的方式進行污泥回收，通過顆粒污泥返回管留到泥水下降管，回流到反應器的底部。經過處理后的廢水一部分通過出水管到后續處理設施，一部分廢水通過泵進水管到回流泵中，再經過低揚程大流量的水泵回流至反應器，通過控制器來調節內回流量，通過旋流器進入反應區來控制反應器內的表面負荷，進而控制反應器的水力條件來實現外循環，此方法動カ消耗非常小，是傳統的109Γ30%左 右，動カ消耗下降7(Γ90%。本發明具有氣提式內循環和微動力水力外循環的EGSB反應器的優點是
I.本發明采用了兩級三相分離器，通過結構形式劃分為下部的高負荷區和上部的低負荷區，兩個區域內的有機負荷和水力負荷都不相同，保證了顆粒污泥的有效滯留；較高的上升流速及回流促進了污水和污泥的充分接觸，為保持污泥活性創造了條件；內回流量根據下層三相分離器的產氣量(進水CODCr濃度)確定，具有自調節性，可節省能耗。2.本發明EGSB反應器采用無動カ氣提內循環和微動力水力外循環技木·此方法動カ消耗非常小，是傳統的10°/Γ30%左右，動カ消耗下降7(Γ90%


下面結合附圖及實施例對本發明作進ー步描述
圖I為本發明具有氣提式內循環和微動力水力外循環的EGSB反應器結構示意其中1，布水器；2，反應器；3，污泥膨脹床；4，下三相分離器；5，精處理區；6，上三相分離器；7、三角出水槽，8，沼氣上升管；9，沼氣泥水分離包；10，沼氣回收管；11，泥水下降管；12，顆粒污泥回收器；13，顆粒污泥返回管；14，出水斗；15.出水管；16，泵進水管；17，回流水泵；18，控制閥門；19，污泥旋流器。
具體實施例方式以下結合具體實施例對上述方案做進ー步說明。應理解，這些實施例是用于說明本發明而不限于限制本發明的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據具體廠家的條件做進ー步調整，未注明的實施條件通常為常規實驗中的條件。如圖I所示的本發明的一優選實施例的具有氣提式內循環和微動力水力外循環的EGSB反應器，包括反應器2、布水器I、三相分離器、出水收集裝置和沼氣循環裝置，在反應器2內部從下往上設有第一厭氧反應室和第二厭氧反應室，所述第一厭氧反應室頂部設置有下三相分離器4，所述第二厭氧反應室頂部設置上三相分離器6 ;在反應器2外部出水收集裝置連接有供一部分水回流至反應器底部的泵進水管16，所述泵進水管16上安裝有提供動カ的低揚程大流量的回流水泵17和控制流量的控制閥門18。所述第一厭氧反應室為污泥膨脹床3，所述第二厭氧反應室為精處理區5， 即低負荷區。在所述上三相分離器6上部設有出水收集裝置，所述出水收集裝置包括設在反應器2內部的三角出水槽7，所述三角出水槽7連接有設在反應器2外部的出水斗14，所述出水斗14連接有所述泵進水管16和供處理后的廢水流入后續處理設施的出水管15。所述三角出水槽7設在反應器2內頂部，槽兩側每隔一定距離設置三角堰，堰上水頭不小于25mm。在反應器2外頂部設有沼氣循環裝置，所述沼氣循環裝置包括沼氣泥水分離包9，所述沼氣泥水分離包9連接有吸收沼氣泥水混合物的沼氣上升管8、供分離的沼氣回收利用的沼氣回收10管和供分離的泥水回流至反應器底部的泥水下降管11。所述出水斗14內部還裝置由顆粒污泥回收器12，所述顆粒污泥回收器12通過設置顆粒污泥回收管13連接至所述泥水下降管11。在所述泵進水管16和反應器2中間設有污泥旋流器19。
當然，上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓人們能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明主要技術方案的精神實質所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.ー種具有氣提式內循環和微動力水力外循環的EGSB反應器,包括反應器、布水器、三相分離器、出水收集裝置和沼氣循環裝置，其特征在于，在反應器內部從下往上設有第一厭氧反應室和第二厭氧反應室，所述第一厭氧反應室頂部設置有下三相分離器，所述第二厭氧反應室頂部設置上三相分離器；在反應器外部出水收集裝置連接有供一部分水回流至反應器底部的泵進水管，所述泵進水管上安裝有提供動カ的低揚程大流量的回流水泵和控制流量的閥門。
2.根據權利要求I所述的具有氣提式內循環和微動力水力外循環的EGSB反應器，其特征在于，所述第一厭氧反應室為污泥膨脹床，所述第二厭氧反應室為精處理區，即低負荷區。
3.根據權利要求I所述的具有氣提式內循環和微動力水力外循環的EGSB反應器，其特征在于，在所述上三相分離器上部設有出水收集裝置，所述出水收集裝置包括設在反應器內部的三角出水槽，所述三角出水槽連接有設在反應器外部的出水斗，所述出水斗連接有所述泵進水管和供處理后的廢水流入后續處理設施的出水管。
4.根據權利要求3所述的具有氣提式內循環和微動力水力外循環的EGSB反應器，其特征在于所述三角出水槽設在反應器內頂部，槽兩側每隔一定距離設置三角堰，堰上水頭不小于25mm。
5.根據權利要求I所述的具有氣提式內循環和微動力水力外循環的EGSB反應器，其特征在于，在反應器外頂部設有沼氣循環裝置，所述沼氣循環裝置包括沼氣泥水分離包，所述沼氣泥水分離包連接有吸收沼氣泥水混合物的沼氣上升管、供分離的沼氣回收利用的沼氣回收管和供分離的泥水回流至反應器底部的泥水下降管。
6.根據權利要求3和5所述的具有氣提式內循環和微動力水力外循環的EGSB反應器，其特征在于，所述出水斗內部還裝置由顆粒污泥回收器，所述顆粒污泥回收器通過設置顆粒污泥回收管連接至所述泥水下降管。
7.根據權利要求I所述的具有氣提式內循環和微動力水力外循環的EGSB反應器，其特征在于，在所述泵進水管和反應器中間設有污泥旋流器。
全文摘要
本發明公開了一種具有氣提式內循環和微動力水力外循環的EGSB反應器，包括反應器、布水器、三相分離器、出水收集裝置和沼氣循環裝置，其特征在于，在反應器內部從下往上設有第一厭氧反應室和第二厭氧反應室，所述第一厭氧反應室頂部設置有下三相分離器，所述第二厭氧反應室頂部設置上三相分離器；在反應器外部出水收集裝置連接有供一部分水回流至反應器底部的泵進水管，所述泵進水管上安裝有提供動力的低揚程大流量的回流水泵和控制流量的閥門。本發明運行動力消耗非常小，是傳統的10%～30%左右，動力消耗下降70～90%。
文檔編號C02F3/28GK102674545SQ201210167119
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月28日 優先權日2012年5月28日
發明者徐富 申請人:蘇州蘇水環境工程有限公司