高效脈沖生物反應裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種污水處理裝置，具體地說是一種高效脈沖生物反應裝置。
【背景技術】
[0002]污泥厭氧消化是指污泥在無氧條件下，由兼性菌和厭氧細菌將污泥中的可生物降解的有機物分解成甲烷、氫氣和二氧化碳等，使污泥得到穩定的過程，這是污泥減量化、穩定化的常用手段之一。對污泥中的有機物通過厭氧微生物進行降解，將有機物轉化為甲烷、二氧化碳、氫氣、硫化氫等物質。污泥厭氧消化的優點是有機質經消化產生了能源，這種能源可作為潛在能源進行開發，以作為燃料與動力使用。
[0003]混合攪拌是提高污泥消化效率的工藝條件之一。充分攪拌可以促進基質與微生物間的傳質速度，提尚有機負荷。
[0004]由于污水的污染可以通過污泥轉移而污染環境，因此，污泥處理工作已經越來越受到人們的重視。目前常用的污泥攪拌方式一般有:機械攪拌、循環泵攪拌、沼氣攪拌三種，設計從池形、能耗、攪拌效果等方面考慮，多采用沼氣攪拌。沼氣攪拌是用污泥消化池產生的沼氣通過沼氣壓縮機進行加壓，再通過插入污泥消化池污泥底部的氣管向污泥中通入沼氣，形成不同的密度差，由沼氣拖動周圍污泥上浮，對污泥消化池內的污泥起到攪拌作用。沼氣壓縮機需要對沼氣加壓以形成較大的壓力，從而克服污泥消化池中十幾米的泥位壓力差，其消耗能源大，設備價值高。我國目前已建成有數十座污泥消化池，但能夠正常運行的為數不多。
【發明內容】
[0005]本發明的目的就是提供一種高效脈沖生物反應裝置，以解決現有污泥消化池能耗高、運行成本大和剩余污泥(有機廢水)消化效果差的問題。
[0006]本發明是這樣實現的:一種高效脈沖生物反應裝置，包括有封閉的罐體，在所述罐體的中部設置有將罐體內腔分隔為上腔和下腔的錐形中隔板，在所述中隔板的中心錐頂處穿接并固定有連通上下腔的氣提管，在位于罐體下腔的所述氣提管的外壁上接有阻水盤，在阻水盤內的所述氣提管上開有氣孔；在所述罐體的頂部設置有集氣罩，所述氣提管的上端伸入到所述集氣罩內，在所述集氣罩內的所述罐體頂部開有排氣口，在所述排氣口上接有回氣管，所述回氣管在串接氣泵后回插到所述罐體內，所述回氣管的插入端伸入到所述中隔板底面的錐頂區域；在所述罐體的上腔內設置有圍繞罐體側壁的出水堰，在與所述出水堰相對的所述罐體上開有出水口 ；在所述罐體上設置有用以將罐體上腔中沉淀的污泥向罐體下腔回輸的回流通道，在所述罐體底部設置有布水器，所述布水器與所述罐體外部的進料管相接。
[0007]在所述集氣罩的下端接有導流筒；所述導流筒的上部為與所述集氣罩端口配合的直筒段，所述導流筒的中部為上大下小的錐口段，所述導流筒的下部為撐開的傘裙段；在所述導流筒的下部設置有若干層錐形沉淀板。
[0008]在所述氣提管的下端口上接有向下腔延伸的延伸管，所述延伸管的下端口為直筒口、錐口或喇叭口。
[0009]在所述布水器上方的所述罐體內設置有使上升的污泥水流產生同向旋流的導流柵；所述導流柵包括若干同心設置的環圈，在所述環圈上分別固定有以環圈中心為對稱的傾斜的導流片。
[0010]所述回流通道可以是設置在所述罐體側壁外部或內部的若干回流管，所述回流管的上端口連通在所述罐體的上腔，所述回流管的下端口連通在所述罐體的底部區域。
[0011]所述回流通道還可以是在所述罐體側壁上設置的雙壁夾層流道，所述雙壁夾層流道的上端口連通在所述罐體的上腔，所述雙壁夾層流道的下端口連通在所述罐體的底部區域。
[0012]在所述回氣管上設置有與所述氣泵相并聯的排氣支管，在所述排氣支管上接有排氣閥；在所述回氣管上通過三通接有外通管，所述外通管的外端口與水封器相接。
[0013]本發明通過中隔板將罐體分隔為上腔和下腔，上腔構成三相分離區，下腔構成生物反應區；在錐形中隔板的底面從錐頂到阻水盤之間形成集氣室，而導流筒與集氣罩的腔體內部形成分氣室。設置在進料管上的投料泵將剩余污泥或有機廢水投入罐體內的布水器，使其在罐體內均勾分布。罐體中的內容物由固態、液態和氣態三相組成，污泥中的有機質在厭氧菌的作用下，在生物反應區內反應生成沼氣，罐體內微生物產生的氣體使罐體內的氣液混合液體比重降低，回流通道內液體的比重高于罐體內的液體比重，氣提管內的液面上升，罐體下腔的生物反應區內產生的氣體向上運動，其中，一部分氣體通過氣提管直接排入上腔的集氣罩內，形成普通氣提；另一部分氣體則升至罐體內中隔板底面的錐頂空間(即集氣室)內，集氣室的水位由于氣體的不斷聚集而逐步降低，直至水位降低到使氣提管上的氣孔露出，此時，水封被打開，集氣室內的氣體即可通過氣孔涌入氣提管內，并從氣提管的上端口噴出，由此形成一個帶動氣提管內的水流上沖的一個氣提脈沖，使氣提管內的液體在無外界動力的情況下，自行向上運動一次。當集氣室中的氣體從氣提管溢出后，集氣室中的液位上升，并在液位高于阻水盤的上沿之后，將氣提管上的氣孔再次封閉，至此完成一個氣提脈沖的工作循環。之后，罐體下腔的生物反應區內繼續進行微生物的厭氧反應，生成的氣體在集氣室內繼續聚集，重復下一個氣提脈沖的工作循環。
[0014]本發明的特點是在污泥消化池內可以產生沼氣氣提脈沖，通過氣提脈沖的產生，對顆粒污泥或顆粒生物載體形成厭氧膨脹流化床，對污泥消化池中的污泥起到很好的攪拌作用，沒有死區，而污泥攪拌既可充分利用罐體的有效容積，又為微生物的厭氧反應創造出一個良好、均勻的生長環境，使本發明厭氧生物反應裝置得以保持較高的處理效率和污泥產氣率。
[0015]脈沖氣提的沼氣通過氣提管進入導流筒和集氣罩內腔的分氣室內，在氣泵的作用下，通過回氣管再次進入中隔板底部的集氣室內，這樣就可以加強氣提脈沖的產生頻率。在本發明高效脈沖生物反應裝置的啟動過程中，在無沼氣或沼氣量少時，也可通過氣泵的作用產生氣提脈沖，使罐體中的污泥開始循環。在回氣管的排氣支管上設置排氣閥的作用是將集氣室中的氣體直接導出，以降低氣提脈沖的產生頻率，直至停止氣提脈沖的產生。
[0016]通過脈沖氣提而在氣提管上端口流出的液體，通過導流筒下口進入罐體的沉淀區，經多層沉淀板的沉淀分離后，上部水流越過出水堰，通過出水口流出罐體，沉淀的泥水則通過回流通道回流到罐體的底部，繼續參與工作循環。
[0017]本發明通過氣提脈沖所產生的動力對罐體內的污泥進行攪拌，使污泥形成膨脹狀態，由此可提高污泥反應池的傳質效率，促進微生物的生化反應，提高產氣率；而產氣率的提高，又進一步促進了氣提脈沖的產生。另外，在脈沖氣提的發生過程中，可以使污泥反應池內的壓力產生周期性的變化，有利于提高本發明脈沖生物反應裝置對污泥的消化能力。
[0018]集氣罩內的氣體經回氣管被氣泵泵入罐體內的集氣室，可加速氣體回流量。在本發明脈沖生物反應裝置啟動或故障后恢復時泵入氣體，可起到污泥氣提攪拌的作用。
[0019]污泥消化池中的污泥濃度可以調節，通過進水、排水和排泥等方式來調節污泥消化池中的污泥含水率在95% — 93%，需要處理的污泥濃度越低，可以使罐體的體積做的越小。
[0020]本發明厭氧生物反應裝置還可用于處理剩余污泥以外的高懸浮有機廢水、菌渣廢液以及動物糞便等。
[0021]本發明還可這樣實現:一種高效脈沖生物反應裝置，包括有敞口的罐體，在所述罐體的中部設置有將罐體內腔分隔為上腔和下腔的錐形中隔板，在所述中隔板的中心錐頂處穿接并固定有連通上下腔的氣提管，在位于罐體下腔的所述氣提管的外壁上接有阻水盤，在阻水盤內的所述氣提管上開有氣孔；在所述罐體上插接有通氣管，所述通氣管的插入端伸入到所述中隔板底面的錐頂區域，所述通氣管的外端分兩路并接氣泵和排氣閥；在所述罐體的上腔內設置有圍繞罐體側壁的出水堰，在與所述出水堰相對的所述罐體上開有出水口 ；在所述罐體上設置有用以將罐體上腔中沉淀的污泥向罐體下腔回輸的回流通道，在所述罐體下腔中設置有生物反應膨脹床，在所述生物反應膨脹床的下部設置有曝氣系統。
[0022]在位于罐體上腔的所述氣提管外圍設置有導流筒，所述導流筒的上部為直筒段，所述導流筒的中部為上大下小的錐口段，所述導流筒的下部為撐開的傘裙段；在所述導流筒的下部設置有若干層錐形沉淀