專利名稱：一種三階段三循環厭氧反應器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種三階段三循環厭氧反應器，特別涉及一種處理難降解廢水的三階段三循環厭氧反應器。
背景技術：
制漿造紙行業歷來是我國工業廢水和化學需氧量的排放大戶，是進行污染排放控制的重點行業。研究發現，由于在制漿過程中化學預浸段加入了亞硫酸鈉等含硫化合物，這些物質的存在對厭氧生物代謝存在較強的抑制作用，特別是在當今廢水濃度越來越高的背景下，該類抑制性物質在廢水中的濃度也在相應增加，對厭氧發酵過程的抑制也更趨于嚴重和明顯。另外廢水中含有的樹脂酸類物質，特別是針葉木制漿廢水中含量較高，采用現有的厭氧技術往往處理效果不理想。針對厭氧反應器表現出的種種問題，如抑制性物質的存在，對進水VFA要求高等問題，主要是因為產甲烷對生存環境條件比較敏感，UASB, EGSB和IC反應器均為單一型反應器，各類微生物共處一室，廢水進入反應器后，抑制性物質的存在首先對產甲烷菌類微生物產生不利影響，處理VFA類物質的能力下降，同一反應器中降解不同底物的微生物生長開始出現不平衡，易出現VFA的積累，而VFA類物質的積累，pH的下降會進一步影響產甲烷菌類微生物的代謝，最終導致反應器的酸敗。可見，由單一的全混合型厭氧反應器來完成整個污染物降解過程，必然要犧牲部分微生物的處理能力為代價。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構簡單、使用方便、且適用于處理含難降解成分廢水，特別是針對如高濃制漿造紙廢水或制藥廢水等，實現預處理和生物處理結合，耐沖擊負荷能力強和良好穩定處理出水水質的三階段三循環厭氧反應器。為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下:一種三階段三循環厭氧反應器，包括一級厭氧反應單元、二級厭氧反應單元以及三級厭氧反應單元；所述一級厭氧反應單元的底部設有第一進水分配器和進水管，中部為第一反應主體，頂部設有第一三相分離器和出水管，其中，第一反應主體內填充有厭氧顆粒污泥，一級厭氧反應單元的頂部與底部通過第一回流管連接；二級厭氧反應單元的底部設有第二進水分配器，中部為第二反應主體，頂部設有第二三相分離器，第二反應主體內填充有厭氧顆粒污泥，二級厭氧反應單元的頂部與底部通過第二回流管連接；三級厭氧反應單元的底部設有第三進水分配器，中部為第三反應主體，頂部設有第三三相分離器，第三反應主體內填充有厭氧顆粒污泥，三級厭氧反應單元的頂部與底部通過第三回流管連接；一級厭氧反應單元的出水管和二級厭氧反應單元的進水管相連，二級厭氧反應單元的出水管和三級厭氧反應單元的進水管相連。[0006]進一步地，所述第一回流管外接第一外循環泵，第一外循環泵可調節一級厭氧反應單元的上升流速，第二回流管外接第二外循環泵，第二外循環泵可調節二級厭氧反應單元的上升流速，第三回流管外接第三外循環泵，第三外循環泵可調節三級厭氧反應單元的上升流速，第一外循環泵、第二外循環泵以及第三外循環泵可進一步加強泥水混合，提高傳質效果。進一步地，所述一級厭氧反應單元頂部設有第一沼氣收集管，二級厭氧反應單元頂部設有第二沼氣收集管，三級厭氧反應單元頂部設有第三沼氣收集管，第一沼氣收集管、第二沼氣收集管以及第三沼氣收集管分別連接外界的沼氣柜。進一步地，所述一級厭氧反應單元的體積:二級厭氧反應單元的體積:三級厭氧反應單元的體積為1: (I 3): (2 4)。進一步地，所述第一回流管置于第一三相分離器的下方，第二回流管置于第二三相分離器的下方，第三回流管置于第三三相分離器的下方。進一步地，所述一級厭氧反應單元、二級厭氧反應單元以及三級厭氧反應單元依次豎直布置，且為一體結構。 進一步地，所述一級厭氧反應單元與二級厭氧反應單元豎直布置，且為一體結構。有益效果:本實用新型三階段三循環厭氧反應器，由一級厭氧反應單元、二級厭氧反應單元以及三級厭氧反應單元組合而成，一級厭氧反應單元具有水解酸化作用，二級厭氧反應單元存在有機物之間的轉化過程，三級厭氧反應單元主要進行了產甲烷過程。這使三階段三循環厭氧反應器可以在整體上保持不同類型的微生物活性，實現較高的有機物降解效能和運行的穩定性；每個厭氧反應單元均具有布水裝置、回流裝置和三相分離器，形成一個水流方向上整體推流局部混流的水力流態，廢水從一級厭氧反應單元的底部進水，從一級厭氧反應單元的頂部流經第一三相分離器后出水；并可根據實際運行情況，通過第一外循環泵進一步加強泥水混合，提高傳質效果；處理后的出水進入二級厭氧反應單元，通過調節二級厭氧反應單元的回流比，改善顆粒污泥和廢水中有機污染物間的代謝傳遞，同理，處理后出水進入三級厭氧反應單元，通過調節三 級厭氧反應單元進行處理。采用上述技術方案的三階段三循環厭氧反應器，具有良好的系統緩沖能力，對進水的pH、VFA要求低；對？!1 6 8范圍內，可以不調厭氧的進水pH，從而大大減少實際生產中的堿耗，可明顯降低水處理的運行成本；反應器分級后，效率提高，反應器的總體積可小于目前的反應器體積，每個單個反應器的體積也得以減少，因此，不僅建造成本更低，而且也有利于反應器的布水；反應器整體上的推流流態，引起有機物濃度和PH等環境條件沿水流方向的變化，不同反應單元內微生物優勢種群也發生了相應的選擇和改變，從而產生了生物相分離，體現了各級微生物之間的物質傳遞。
圖1為本實用新型三階段三循環厭氧反應器的結構示意圖實施例一。圖2為本實用新型三階段三循環厭氧反應器的結構示意圖實施例二。
具體實施方式
實施例一如圖1所示，一種三階段三循環厭氧反應器，包括一級厭氧反應單元1、二級厭氧反應單元2以及三級厭氧反應單元3 ;—級厭氧反應單元1、二級厭氧反應單元2以及三級厭氧反應單元3依次豎直布置，且為一體結構，一級厭氧反應單元I的底部設有第一進水分配器4，頂部設有第一三相分離器5，中部為第一反應主體6，第一反應主體6內填充有厭氧顆粒污泥，一級厭氧反應單元I的頂部與底部通過第一回流管7連接；二級厭氧反應單元2的底部設有第二進水分配器9，頂部設有第二三相分離器10，中部為第二反應主體11，第二反應主體11內填充有厭氧顆粒污泥，二級厭氧反應單元2的頂部與底部通過第二回流管12連接；三級厭氧反應單元3的底部設有第三進水分配器13，頂部設有第三三相分離器14，中部為第三反應主體15，第三反應主體15內填充有厭氧顆粒污泥，三級厭氧反應單元3的頂部與底部通過第三回流管16連接；一級厭氧反應單元1、二級厭氧反應單元2以及三級厭氧反應單元3依次通過它們之間的出水管與進水管實現水路相串聯。第一回流管7外接第一外循環泵8，第一外循環泵8可調節一級厭氧反應單元I的上升流速，第二回流管12外接第二外循環泵17，第二外循環泵17可調節二級厭氧反應單元2的上升流速，第三回流管16外接第三外循環泵18，第三外循環泵18可調節三級厭氧反應單元3的上升流速，第一外循環泵8、第二外循環泵17以及第三外循環泵18可進一步加強泥水混合，提高傳質效果；一級厭氧反應單元I連接有第一沼氣收集管19，二級厭氧反應單元2連接有第二沼氣收集管20，三級厭氧反應單元3連接有第三沼氣收集管21，第一沼氣收集管19、第二沼氣收集管20以及第三沼氣收集管21分別連接外界的沼氣柜；第一回流管7置于第一三相分離器5的下方，第二回流管12置于第二三相分離器10的下方，第三回流管16置于第三三相分離器14的下方，一級厭氧反應單元I的體積:二級厭氧反應單元2的體積:三級厭氧反應單元3的體積為1: (I 3): (2 4)，一級厭氧反應單元I中的厭氧顆粒污泥濃度在10 40 g/Ι，二級厭氧反應單元2中的厭氧顆粒污泥濃度在15 50g/Ι,三級厭氧反應單元3中的厭氧顆粒污泥濃度在15 50 g/L.[0020]實施例二如圖2所示，一種三階段三循環厭氧反應器，包括一級厭氧反應單元1、二級厭氧反應單元2以及三級厭氧反應單元3 ;—級厭氧反應單元I與二級厭氧反應單元2豎直布置，且為一體結構，一級厭氧反應單元I的底部設有第一進水分配器4，頂部設有第一三相分離器5，中部為第一反應主體6，第一反應主體6內填充有厭氧顆粒污泥，一級厭氧反應單元I的頂部與底部通過第一回流管7連接；二級厭氧反應單元2的底部設有第二進水分配器9，頂部設有第二三相分離器10，中部為第二反應主體11，第二反應主體11內填充有厭氧顆粒污泥，二級厭氧反應單元2的頂部與底部通過第二回流管12連接；三級厭氧反應單元3的底部設有第三進水分配器13，頂部設有第三三相分離器14，中部為第三反應主體15，第三反應主體15內填充有厭氧顆粒污泥，三級厭氧反應單元3的頂部與底部通過第三回流管16連接；一級厭氧反應單元1、二級厭氧反應單元2以及三級厭氧反應單元3依次通過它們之間的出水管與進水管實現水路相連接。第一回流管7外接第一外循環泵8，第一外循環泵8可調節一級厭氧反應單元I的上升流速，第二回流管12外接第二外循環泵17，第二外循環泵17可調節二級厭氧反應單元2的上升流速，第三回流管16外接第三外循環泵18，第三外循環泵18可調節三級厭氧反應單元3的上升流速，第一外循環泵8、第二外循環泵17以及第三外循環泵18可進一步加強泥水混合，提高傳質效果；一級厭氧反應單元I連接有第一沼氣收集管19，二級厭氧反應單元2連接有第二沼氣收集管20，三級厭氧反應單元3連接有第三沼氣收集管21，第一沼氣收集管19、第二沼氣收集管20以及第三沼氣收集管21分別連接外界的沼氣柜；第一回流管7置于第一三相分離器5的下方，第二回流管12置于第二三相分離器10的下方，第三回流管16置于第三三相分離器14的下方，一級厭氧反應單元I的體積:二級厭氧反應單元2的體積:三級厭氧反應單元3的體積為1: (I 3): (2 4)，一級厭氧反應單元I中的厭氧顆粒污泥濃度在10 40 g/Ι，二級厭氧反應單元2中的厭氧顆粒污泥濃度在15 50g/Ι,三級厭氧反應單元3中的厭氧顆粒污泥濃度在15 50 g/L.[0023] 本實用新型三階段三循環厭氧反應器的工作過程如下:廢水經進水泵通過設于一級厭氧反應單元I底部的第一進水分配器4均勻進入第一反應主體6中，與填充于第一反應主體6內的厭氧顆粒污泥充分混合接觸，廢水中部分有機物被微生物降解并產生生物氣，部分大分子類物質降解形成小分子類物質，產生水解效果，經處理后的廢水通過一級厭氧反應單元I頂部的第一三相分離器5分離后通過出水管自流進入二級厭氧反應單元2的底部,沼氣通過第一沼氣收集管19進入沼氣柜，通過連接第一反應主體6的頂部和底部的第一回流管7和第一外循環泵8調節一級厭氧反應單元I內的回流比；由一級厭氧反應單元I的出水管出來的水進入二級厭氧反應單元2底部，通過二級厭氧反應單元2的第二進水分配器9進入二級厭氧反應單元2中部的第二反應主體11內與其中的厭氧顆粒污泥進行進一步的生化降解反應，然后再通過頂部的第二三相分離器10分離后，污泥回到二級厭氧反應單元2內，處理后的廢水從頂部的出水管流出后，自流入三級厭氧反應單元3底部，三個厭氧反應單元均可以通過回流管和外循環泵外循環調節廢水的上升流速，達到改善泥水混合效果的目的，各級反應單元產生的生物氣通過頂部的沼氣收集管送住沼氣柜，進行能源利用。
權利要求1.一種三階段三循環厭氧反應器，包括一級厭氧反應單元、二級厭氧反應單元以及三級厭氧反應單元；其特征在于:所述一級厭氧反應單元的底部設有第一進水分配器和進水管，中部為第一反應主體，頂部設有第一三相分離器和出水管，其中，第一反應主體內填充有厭氧顆粒污泥，一級厭氧反應單元的頂部與底部通過第一回流管連接；二級厭氧反應單元的底部設有第二進水分配器，中部為第二反應主體，頂部設有第二三相分離器，第二反應主體內填充有厭氧顆粒污泥，二級厭氧反應單元的頂部與底部通過第二回流管連接；三級厭氧反應單元的底部設有第三進水分配器，中部為第三反應主體，頂部設有第三三相分離器，第三反應主體內填充有厭氧顆粒污泥，三級厭氧反應單元的頂部與底部通過第三回流管連接；一級厭氧反應單元的出水管和二級厭氧反應單元的進水管相連，二級厭氧反應單元的出水管和三級厭氧反應單元的進水管相連。
2.根據權利要求1所述的三階段三循環厭氧反應器，其特征在于:所述第一回流管外接第一外循環泵，第二回流管外接第二外循環泵，第三回流管外接第三外循環泵。
3.根據權利要求1所述的三階段三循環厭氧反應器，其特征在于:所述的一級厭氧反應單元頂部設有第一沼氣收集管，二級厭氧反應單元頂部設有第二沼氣收集管，三級厭氧反應單元頂部設有第三沼氣收集管。
4.根據權利要求1所述的三階段三循環厭氧反應器，其特征在于:所述一級厭氧反應單元的體積:二級厭氧反應單元的體積:三級厭氧反應單元的體積為1: (I 3): (2 4)。
5.根據權利要求1所述的三階段三循環厭氧反應器，其特征在于:所述第一回流管設于第一三相分離器的下方，第二回流管設于第二三相分離器的下方，第三回流管設于第三三相分離器的下方。
6.根據權利要求1至5任一項所述的三階段三循環厭氧反應器，其特征在于:所述一級厭氧反應單元、二級厭氧反應單元以及三級厭氧反應單元依次豎直布置，且為一體結構。
7.根據權利要求1至5任一項所述的三階段三循環厭氧反應器，其特征在于:所述一級厭氧反應單元與二級厭氧反應單元豎直布置，且為一體結構。
專利摘要本實用新型公開了一種三階段三循環厭氧反應器，包括一級厭氧反應單元、二級厭氧反應單元以及三級厭氧反應單元；一級厭氧反應單元、二級厭氧反應單元以及三級厭氧反應單元均設有進水分配器，三相分離器，反應主體，反應主體內填充有厭氧顆粒污泥，一級厭氧反應單元、二級厭氧反應單元以及三級厭氧反應單元依次通過它們之間的出水管與進水管實現水路相連接。本實用新型結構簡單、使用方便、且適用于處理含難降解成分廢水，特別是針對如高濃制漿造紙廢水或制藥廢水等，實現預處理和生物處理結合，耐沖擊負荷能力強和良好穩定處理出水水質。
文檔編號C02F9/14GK203065307SQ20132004229
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月25日 優先權日2013年1月25日
發明者丁來保, 房桂干, 叢高鵬, 施英喬, 鄧擁軍, 沈葵忠, 盤愛享, 韓善明, 焦健, 李萍 申請人:中國林業科學研究院林產化學工業研究所