專利名稱：雙路循環全混式厭氧反應器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及種雙路循環全混式厭氧反應器，屬于厭氧生物處理技術領域。
背景技術：
要提高厭氧生物處理的效果，除了要提供給微生物一個良好的生長環境外，保持 反應器內的高污泥濃度，維持良好的傳質效果也是關鍵要素。以厭氧接觸工藝為代表的第 一代厭氧反應器，污泥停留時間(SRT)和水力停留時間(HRT)大體相同，反應器內污泥濃度 較低。如果想達到較好的處理效果，廢水在反應器內通常要停留幾天到幾十天之久。而以 升流式厭氧污泥床反應器廢水厭氧生物處理技術(USAB)藝為代表的第二代厭氧反應器， 依靠顆粒污泥的形成和三相分離器的作用，使得污泥在反應器中滯留，實現了 SRT > HRT, 從而提高了反應器內污泥濃度，但是反應器的傳質過程并不理想。要改善傳質效果，最有效 的方法就是提高表面水力負荷和表面產氣負荷。為此國內國外的專家進行了大量的研究與 工程實踐，取得了很多技術成果。但在某些厭氧處理領域，如酒精糟液處理、畜牧養殖場糞便處理、秸稈沼氣工程 中，由于物料特性的一些限制，國內外很多的高效厭氧反應器都很難得到應用，或者應用了 也體現不出處理效果，究其原因，不外乎以下幾個方面1、發酵物本身特性以酒精廢水全糟厭氧發酵處理為例，由于高的懸浮物濃度，懸 浮物(SS)彡35000mg/L，應用UASB或內循環式厭氧反應器(IC)，顆粒污泥膨脹床(EGSB) 等反應器直接處理，處理效果都不能達到反應器的設計要求。國內通行的措施是為了適應 反應器的進水要求，在進料前采取分離措施，把分離出的固形物外賣，分離后的液體進厭氧 反應器處理。這在單純的污水處理工程中是合適的，但由此產生一個問題，在以能源回收為 主的工程中是得不償失的，分離后的沼氣產量會減少三分之一左右。2、反應器條件限制以養殖場大型沼氣工程為例，現在普遍使用的反應器是 UASB、升流式固體反應器(USR)，完全混合厭氧反應器(CSTR)，采用UASB反應器后反應器的 傳質效果不理想，采用USR與CSTR反應器后物料停留時間很長，單純機械攪拌或水力攪拌 動力過大，總容積負荷過小，產氣率很低。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種雙路循環全混式厭氧反應器，以克服傳統厭氧反 應器存在的高流速下污泥流失問題、不耐懸浮物問題、攪拌動力過大問題、布料不均勻問 題、除浮渣問題、安全防護等不足。雙路循環全混式厭氧反應器主要包括反應器主體，進料裝置，循環攪拌裝置，排 污裝置，安全防護裝置，出水裝置，加熱裝置，檢測控制裝置，和沼氣收集裝置等組成。整個厭氧反應器為圓柱形鋼結構或鋼筋混凝土結構，采用半地下設計，反應器底 部埋入地下。其中，所述的反應器主體是一個完整的圓柱形封閉罐，由罐體與罐頂封頭組成；反
3應器的其他組成裝置依托于該反應器主體中。其中，所述的進料裝置采用旋流進料方式，進料裝置包括水泵吸水管，循環進料 泵，布料分配器，布料管和切換閥門。水泵吸水管位于反應器罐體下部，與外部水解酸化池 相連接，將料液泵入反應器罐體內；循環進料泵通過切換閥門與水泵吸水管相連接；布料 分配器通過切換閥門與布料管相連接。其中，所述的循環攪拌裝置包括內循環攪拌裝置和外循環攪拌裝置；兩套循環攪 拌裝置結合起來對物料進行攪拌，以內循環攪拌為主，外循環攪拌為輔。內循環攪拌裝置包括導流罩，下段集氣室，上段集氣集渣室，沼液氣提管，氣液分 離器，沼氣管，料液回流分配器等。導流罩位于反應器罐體中部，所述下段集氣室置于導流 罩上方，與導流罩相連接；上段集氣集渣室置于下段集氣室上方，與下段集氣室相連接；氣 液分離器位于上段集氣集渣室上方，與上段集氣集渣室相連接；沼液氣提管安插于上段集 氣集渣室和氣液分離器中；沼氣管位于反應器罐體頂部；料液回流分配器垂直置于反應器 罐體中央，從上至下依次貫穿氣液分離器、上段集氣集渣室和下段集氣室，直達罐體底部。外循環攪拌裝置包括吸渣喇叭口，沼液沼渣回流管；沼渣沼液回流管一端置于 上段集氣集渣室中，另一端與循環進料泵相連接；吸渣喇叭口設置于所述上段集氣集渣室 中的沼渣沼液回流管的末端。其中，所述的排污裝置包括排污收集管和環形排渣管；環形排渣管沿罐體外壁 環繞設置，并均分布有多個吸泥口，吸泥口開口于管道下方；所述排污收集管一端與環形排 污管相連接，另一端與外部集渣池相連接，將排污收集管收集的沼渣排出反應器外的集渣 池。其中，所述的出水裝置為一出水管，該出水管一端與反應器罐體相連接，一端連接 外部，將出水排出反應器。其中，所述的安全防護裝置包括正壓保護裝置，負壓保護裝置，沼氣排空裝置，和 防雷接地裝置等。其中，沼氣排空裝置為沼氣放空管。所述安全防護裝置都位于反應器罐 體頂部。其中，所述的加熱裝置為一加熱盤管，加熱盤管從反應器底部接出，接至熱源(鍋 爐)。其中，所述的檢測裝置包括溫度檢測裝置，Ph值檢測裝置，壓力檢測裝置，和污 泥濃度檢測裝置。所述檢測裝置都位于反應器罐體外壁，圖中不予示出。其中，所述的沼氣收集裝置包括沼氣集氣室和沼氣放空管；沼氣集氣室位于反 應器罐體頂部；沼氣放空管同樣作為沼氣排空裝置，位于反應器罐體頂部外壁。本實用新型一種XR雙路循環全混式厭氧反應器，其優點及功效在于本發明的 厭氧反應器具有傳質效果好，能有效截留污泥，產期率高，顯著減少運行費用，明顯改善出 水水質等特點，為大型沼氣工程以及某些高懸浮物高濃度厭氧處理領域提供了一種新的選 擇。
圖1所示為本發明的雙路循環全混式厭氧反應器結構示意圖。圖中具體標號如下[0023]101、罐體102、灌頂封頭201、水泵吸水管[0024]202、循環進料泵203、布料分配器204、布料管[0025]205、切換閥門301、內循環攪拌裝置302、外循環攪拌裝置[0026]303、導流罩304、下段集氣室305、上段集氣集渣室[0027]306、沼液氣提管307、氣液分離器308、沼氣管[0028]309、料液回流分配器310、吸渣喇叭口311、沼液沼渣回流管[0029]401、排污收集管402、環形排渣管501、出水管[0030]601、正壓保護裝置602、負壓保護裝置603、沼氣排空裝置[0031]604、防雷接地裝置701、加熱盤管[0032]901、沼氣集氣室902、沼氣放空管[0033]W、污泥床
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型的技術方案做進一步的說明。本實用新型的雙路循環全混式厭氧反應器，主要包括反應器主體，進料裝置，循 環攪拌裝置，排污裝置，安全防護裝置，出水裝置，加熱裝置，檢測控制裝置，和沼氣收集裝 置等組成。整個厭氧反應器為圓柱形鋼結構或鋼筋混凝土結構，采用半地下設計，反應器底 部埋入地下。其中，所述的反應器主體是一個完整的圓柱形封閉罐，由罐體101與罐頂封頭102 組成；反應器的其他組成裝置依托于該反應器主體中。其中，所述的進料裝置采用旋流進料方式，進料裝置包括水泵吸水管201，循環 進料泵202，布料分配器203，布料管204和切換閥門205。水泵吸水管201位于反應器罐體 101下部，與外部水解酸化池相連接，將料液泵入反應器罐體101內；循環進料泵202通過 切換閥門205與水泵吸水管201相連接；布料分配器203通過切換閥門205與布料管204 相連接。其中，所述的循環攪拌裝置包括內循環攪拌裝置301和外循環攪拌裝置302 ；兩套 循環攪拌裝置結合起來對物料進行攪拌，以內循環攪拌為主，外循環攪拌為輔。該內循環攪拌裝置301包括導流罩303，下段集氣室304，上段集氣集渣室305， 沼液氣提管306，氣液分離器307，沼氣管308，料液回流分配器309等。其中，導流罩303位 于反應器罐體101中部；下段集氣室304置于導流罩303上方，與導流罩相連接；上段集氣 集渣室305置于下段集氣室304上方，與下段集氣室相連接；氣液分離器307位于上段集氣 集渣室305上方，與上段集氣集渣室相連接；沼液氣提管306安插于上段集氣集渣室305和 氣液分離器307中，本實施例設置有6根沼液氣提管，沿圓周均勻分布；沼氣管308位于反 應器罐體101頂部；料液回流分配器309垂直置于反應器罐體中央，從上至下依次貫穿氣液 分離器307、上段集氣集渣室305和下段集氣室304，直達罐體101底部。該外循環攪拌裝置包括吸渣喇叭口 310，沼液沼渣回流管311。沼渣沼液回流管 311 一端置于上段集氣集渣室305中，另一端與循環進料泵202相連接；吸渣喇叭口 310設 置于上段集氣集渣室305中的沼渣沼液回流管311的末端。[0042]其中，所述的排污裝置包括排污收集管401和環形排渣管402 ；環形排渣管402 沿罐體101外壁環繞設置，并均分布有多個吸泥口(圖中未示)，吸泥口開口于管道下方； 排污收集管401 —端與環形排污管402相連接，另一端與外部集渣池相連接，將排污收集管 收集的沼渣排出反應器外的集渣池。其中，所述的出水裝置為一出水管501。出水管一端與反應器罐體101相連接，一 端連接外部，將出水排出反應器。其中，所述的安全防護裝置包括正壓保護裝置601，負壓保護裝置602，沼氣排空 裝置603，和防雷接地裝置604等。其中沼氣排空裝置為一沼氣放空管；所述安全防護裝置 都位于反應器罐體頂部。其中，所述的加熱裝置為加熱盤管701，加熱盤管701從反應器底部接出，接至熱 源(鍋爐)。其中，所述的檢測裝置包括溫度檢測裝置，Ph值檢測裝置，壓力檢測裝置，和污 泥濃度檢測裝置。所述檢測裝置都位于反應器罐體外壁，圖中不予示出。其中，所述的沼 氣收集裝置包括沼氣集氣室和沼氣放空管；沼氣集氣室901位于反應器罐體101頂部，所 述的沼氣放空管同樣作為沼氣排空裝置，位于反應器罐體頂部外壁。下面詳述本發明裝置的具體工作方式內循環攪拌方式料液通過水泵吸水管201，用循環進料泵202 (帶變頻控制系統) 將料液泵入布料分配器203，經布料管204輸送至罐內底部各布水點，每根管道對應一個布 水口，布水口開口方向為罐截面圓周同方向的切線方向，在配水口水力作用下，反應器底部 會形成一個旋流狀態，帶動本區域內的厭氧污泥與物料一起進入旋流區域，在此水力攪拌 的作用下，物料在此與污泥充分接觸，完成厭氧發酵反應過程，產生大量沼氣，沼氣攜帶大 量的活性污泥或沼渣沼液一起快速上升，在導流罩303的導引下，經下段集氣室304快速上 升到上段集氣集渣室305，并通過沼液氣提管306上升到氣液分離器307，在此沼氣得以釋 放并經沼氣管308被排出反應器外，而泥水則在重力作用下沿罐體中心的料液經回流管回 到底部第一反應區的料液回流分配器309，從而形成連續的內部循環。從而使下反應區水力 負荷成倍增長，使厭氧污泥處于充分的膨脹狀態，強化了污泥與有機廢水的接觸和傳質過 程，大大提高了有機物的消化速率和有機負荷。外循環攪拌方式在最初的進水過程中，或者厭氧反應的速率變化時，沼氣產量減 少，不會形成內循環，此時，打開切換閥門205，開動循環進料泵202，沼液沼渣回流管311通 過吸渣喇叭口 310抽取位于上段集氣集渣室305內的混合料液，泵入布料分配器203進行 分配，從而完成外部水力循環攪拌過程，使得反應器的水力攪拌強度不降低，從而維持一個 高的相對均衡的沼氣產率和處理效果。如此，通過內循環攪拌裝置和外循環攪拌裝置的相互作用，彌補兩種單一攪拌的 不足，大大提升了反應器的傳質效果和降低了運行動力開支。在厭氧反應過程中，消化完全的物料不會再次形成浮渣，在底部旋流作用下，會在 罐底作為沼渣沉淀。厭氧反應器內產生的沼渣在旋流作用下，大部分沉淀于反應器底部靠 近罐壁的部位，在這一區域設置環形排污管402，經排污收集管401，定期將沼渣排出反應 器外。反應器的出水經溢流裝置收集后，經出水管501排出罐體外。
6[0053]反應器頂部設置簡單實用的負壓保護裝置601與正壓保護裝置602，在反應器超 壓或出現負壓的情況下，自動泄壓，為反應器提供全方位的安全防護。另外，防雷接地裝置 603保證厭氧反應器的安全。厭氧反應器正常高效運行需要相對穩定的溫度條件，我們采取罐壁罐頂保溫及罐 內敷設物料加熱盤管701的措施，來滿足這一條件，以免影響厭氧反應的正常進行。反應器設置了溫度檢測裝置801、PH值檢測裝置802、壓力檢測裝置803、污泥濃度 檢測檢測裝置804等儀表檢測系統，為厭氧反應器正常穩定運行提供保障。
權利要求一種雙路循環全混式厭氧反應器，為圓柱形鋼結構或鋼筋混凝土結構，采用半地下設計，反應器底部埋入地下，其特征在于，該反應器主要包括反應器主體，為一個完整的圓柱形封閉罐，由罐體(101)與罐頂封頭(102)組成；反應器的其他組成裝置依托于該反應器主體中；進料裝置，采用旋流進料方式，具體包括水泵吸水管(201)，循環進料泵(202)，布料分配器(203)，布料管(204)和切換閥門(205)；水泵吸水管(201)位于反應器罐體(101)下部，與外部水解酸化池相連接，將料液泵入反應器罐體(101)內；循環進料泵(202)通過切換閥門(205)與水泵吸水管(201)相連接；布料分配器(203)通過切換閥門(205)與布料管(204)相連接；循環攪拌裝置，包括內循環攪拌裝置(301)和外循環攪拌裝置(302)；該內循環攪拌裝置(301)包括導流罩(303)、下段集氣室(304)、上段集氣集渣室(305)、沼液氣提管(306)、氣液分離器(307)、沼氣管(308)、料液回流分配器(309)；其中，導流罩(303)位于反應器罐體(101)中部；下段集氣室(304)置于導流罩(303)上方，與導流罩相連接；上段集氣集渣室(305)置于下段集氣室(304)上方，與下段集氣室相連接；氣液分離器(307)位于上段集氣集渣室(305)上方，與上段集氣集渣室相連接；沼液氣提管(306)安插于上段集氣集渣室(305)和氣液分離器(307)中；沼氣管(308)位于反應器罐體(101)頂部；料液回流分配器(309)垂直置于反應器罐體中央，從上至下依次貫穿氣液分離器(307)、上段集氣集渣室(305)和下段集氣室(304)，直達罐體(101)底部；該外循環攪拌裝置包括吸渣喇叭口(310)、沼液沼渣回流管(311)；沼渣沼液回流管(311)一端置于上段集氣集渣室(305)中，另一端與循環進料泵(202)相連接；吸渣喇叭口(310)設置于上段集氣集渣室(305)中的沼渣沼液回流管(311)的末端；排污裝置，具體包括排污收集管(401)和環形排渣管(402)；環形排渣管(402)沿罐體(101)外壁環繞設置，排污收集管(401)一端與環形排污管(402)相連接，另一端與外部集渣池相連接，將排污收集管收集的沼渣排出反應器外的集渣池；出水裝置，為一出水管(501)，一端與反應器罐體(101)相連接，一端連接外部，將出水排出反應器；安全防護裝置，位于反應器罐體頂部；加熱裝置，具體為一加熱盤管(701)，加熱盤管(701)從反應器底部接出，接至熱源；檢測裝置，位于反應器罐體外壁；沼氣收集裝置，具體包括沼氣集氣室(901)和沼氣放空管(902)；沼氣集氣室(901)位于反應器罐體(101)頂部，所述的沼氣放空管(902)同樣作為沼氣排空裝置，位于反應器罐體(101)頂部外壁。
2.根據權利要求1所述的一種雙路循環全混式厭氧反應器，其特征在于所述的環形 排渣管壁上均分布有多個吸泥口，吸泥口開口于管道下方。
3.根據權利要求1所述的一種雙路循環全混式厭氧反應器，其特征在于所述的安全 防護裝置，包括正壓保護裝置(601)，負壓保護裝置(602)，沼氣排空裝置(603)，和防雷接 地裝置(604)。
4.根據權利要求1所述的一種雙路循環全混式厭氧反應器，其特征在于所述的檢測 裝置，包括溫度檢測裝置，Ph值檢測裝置，壓力檢測裝置，和污泥濃度檢測裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種厭氧反應器，具體為一種雙路循環全混式厭氧反應器，主要包括反應器主體，進料裝置，循環攪拌裝置，排污裝置，安全防護裝置，出水裝置，加熱裝置，檢測控制裝置，和沼氣收集裝置等組成。雙路循環全混式厭氧反應器具有內循環攪拌裝置和外循環攪拌裝置；兩套循環攪拌裝置結合起來對物料進行攪拌，以內循環攪拌為主，外循環攪拌為輔，能有效截留污泥，產期率高，顯著減少運行費用，明顯改善出水水質等特點。
文檔編號C02F3/28GK201694892SQ201020173168
公開日2011年1月5日 申請日期2010年4月28日 優先權日2010年4月28日
發明者類成明, 蔣勇 申請人:蔣勇