一種內循環強化全混流厭氧反應器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種有機廢水處理厭氧生物反應器，尤其涉及一種內循環強化全混流厭氧反應器。
【背景技術】
[0002]目前，我國水污染問題依然嚴重，根據2014年《中國環境狀況公報》，廢水化學需氧量(COD)年排放總量為2294.6萬噸，其中，工業源與農業源COD排放量占了 61.61%，這些廢水的排放不僅是水資源的極大浪費，更對人民生活環境和健康造成惡劣影響。工業廢水中有很大一部分COD源自高濃度有機廢水，而厭氧反應器作為高濃度有機廢水降解的利器，在廢水處理領域備受關注。
[0003]高濃度有機廢水的COD —般在2000mg/L以上，高的可達幾萬或十幾萬mg/L。從理論上講，平推流反應器的去除率較之全混流反應器高，其本質是由于平推流反應器前端底物的高濃度而產生的高推動力。然而，隨著行業技術的不斷更新發展，廢水的成分漸趨復雜，COD濃度也進一步加大，它們極可能抑制平推流厭氧反應器前端微生物活性，使微生物菌群失穩甚至導致厭氧反應器崩潰，因此，針對成分復雜且高COD濃度的處理對象，平推流式的厭氧反應器難以適應。而全混流反應器可有效稀釋進水，減輕高濃度進水對微生物的抑制，具有確保反應器長期高效穩定運行的潛力。
[0004]傳統的連續流攪拌釜反應器(CSTR)是常見的全混流反應器，其結構為一個厭氧消化罐內設置攪拌器，以期達到物料的完全混合。但是，傳統CSTR不僅耗能大，而且其混合效果并不理想，據文獻報道傳統CSTR的水力死區高達70%以上。可見，強化CSTR的混合，減少CSTR的水力死區十分必要。鑒于此，本發明提供了一種具有全混流反應器特征的內循環強化全混流厭氧反應器。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是提供一種適用于處理高濃度有機廢水的、混合效果好、水力死區少、容積利用率高、反應穩定性好的厭氧反應器。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供一種內循環強化全混流厭氧反應器，其特征在于:反應器主體為圓筒型，圓筒型內從下至上依次設有布水區、全混區和第一分離區，圓筒型上方設有第二分離區；
[0007]布水區包括設于圓筒壁底部的底板，底板上設有空心錐布水器，圓筒壁下部連接清空口和進水管；
[0008]全混區包括設于圓筒壁中部的旋流擋板和排泥管，排泥管設于相鄰旋流擋板交接處；
[0009]第一分離區包括設于圓筒壁頂部的圓筒蓋，回流管頂部穿過圓筒蓋，回流管底部穿過全混區并伸至布水區內；三相分離器同軸設于回流管外側，三相分離器頂部設于圓筒蓋上；下端提升管頂部設于圓筒蓋上，下端提升管底部伸至全混區內并與所述旋流擋板連接；圓筒壁上部設有出水管，出水管下方設有溢流堰；
[0010]第二分離區包括設于圓筒蓋上方且與所述回流管頂部貫通連接的內分離筒，外分離筒同軸設于內分離筒外側且與所述三相分離器頂部貫通連接，外分離筒頂部設有分離筒蓋，分離筒蓋上設有出氣管；上端提升管一端與所述下端提升管頂部貫通連接，上端提升管另一端穿過外分離筒與內分離筒連接。
[0011]優選地，所述反應器主體的高徑比為I?1.5 ;所述布水區、全混區、第一分離區和第二分離區的高度比為1: (3?5): I: (I?2)。
[0012]優選地，所述空心錐布水器與底板的夾角為10°?20° ;
[0013]所述空心錐布水器上設有3η個長條口，η為大于等于I的整數；上下η個長條口為一組，3組長條口呈120 °回轉布置；同一組中，下方長條口的開口長度為上方長條口的1.1?1.3倍，單一長條口的開口弧長占同心圓周長的1/6?1/5 ;
[0014]所述進水管為L型，其一端設于所述空心錐布水器內且出口方向豎直向下，另一端穿過所述空心錐布水器并伸至所述圓筒壁外部；
[0015]優選地，所述空心錐布水器上設有弧形擋板，弧形擋板水平布置，弧形擋板長側設于所述空心錐布水器上的各長條口上沿；弧形擋板的長度與寬度分別為對應的長條口的1.1 ?1.2 倍。
[0016]優選地，所述旋流擋板為截去一角的半橢圓板，三個所述旋流擋板相互接壤內切于所述圓筒壁高度的1/2?3/5處，所述旋流擋板與圓筒壁的夾角為45°?55° ;三個所述旋流擋板中心形成空心的三角形區域，所述三角形區域的面積為所述圓筒壁截面積的1/15?1/10 ;旋流擋板的弧面上設有半圓形孔。
[0017]優選地，所述下端提升管的橫截面為半圓環形，三根所述下端提升管的底端分別嵌入三個所述旋流擋板上的半圓形孔中，下端提升管半圓環形的開口側緊貼所述圓筒壁內側；所述下端提升管的內徑為所述圓筒壁內徑的1/40?1/30。
[0018]優選地，所述三相分離器為倒錐型結構，倒錐型結構的下端開口面積為所述三個旋流擋板圍成的中心三角形面積的5?8倍，倒錐型結構的錐面與水平面的夾角為30°?
40。。
[0019]優選地，所述上端提升管為L型，折角處為90°彎頭，共有三根；上端提升管豎管部分與所述下端提升管貫通連接，上端提升管橫管部分穿過所述外分離筒并連接所述內分離筒的3/4?4/5高度處；所述上端提升管內徑與所述下端提升管內徑相等。
[0020]優選地，所述外分離筒上端為第一空心圓柱結構，下端為第一空心倒置圓臺結構；第一空心圓柱與第一空心倒置圓臺高度比為1: (0.8?0.9);第一空心倒置圓臺底端與所述三相分離器頂端貫通連接，第一空心圓柱頂部連接所述分離筒蓋；第一空心倒置圓臺外壁與水平面夾角為40°?50° ；
[0021]所述內分離筒上端為第二空心圓柱結構，下端為第二空心倒置圓臺結構；第二空心圓柱與第二空心倒置圓臺高度比為1: (1.1?1.2);第二空心圓柱結構頂部與所述分離筒蓋之間留有空隙，所述空隙高度為所述內分離筒高度的1/7?1/5 ;第二空心倒置圓臺底部與所述回流管貫通連接；第二空心圓柱外壁與水平面夾角為50°?60°。
[0022]優選地，所述回流管頂端設于第二分離區內，縱向由上至下貫穿第一分離區和全混區，并伸至布水區內；所述回流管頂端超出所述圓筒蓋高度為所述內分離筒高度的1/12?1/8，所述回流管內徑為所述三相分離器頂端內徑的1/3?1/2，所述回流管底端與所述空心錐布水器頂端的距離為所述圓筒壁高度的1/35?1/25。
[0023]工作時，反應器內填充有一定量的厭氧顆粒污泥，污泥高度與旋流擋板齊平。廢水由進水管進入布水區的空心錐布水器空腔內，經六個長條口和對應的弧形擋板均勻布水。旋流擋板使全混區內的廢水切向流速增加，形成旋流，增強傳質，廢水在污泥床層快速混合后被污泥降解，產生沼氣。沼氣帶動固液混合物于旋流擋板下側被下端提升管收集，并經上端提升管進入第二分離區的內分離筒；內分離筒內，氣體向上溢出，而固液混合物通過回流管回流，并通過空心錐布水器上表面再布水，再次增強全混區的湍流程度，促進混合；部分液流由三個旋流擋板中間的三角形開口內上升，在懸浮污泥床層被進一步的處理后，通過第一分離區的溢流堰、再經出水管排出反應器。少量沼氣被第一分離區III的三相分離器收集，于外分離筒和內分離筒之間的空域內上升，并和內分離筒內上升的沼氣混合被出氣管收集并排出。若泥量超過旋流擋板高度，則通過排泥管排出。
[0024]由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的有益效果:
[0025]I)反應器主體為圓筒型，結構緊湊，力學強度好，且反應器高徑比小，易于加工制作；
[0026]2)空心錐布水器能夠和進水管配合進行三個方向上的均勻布水，與上方下端提升管相呼應，另外其能作回流管水的反射板，進行回流混合液的再分布；
[0027]3)弧形擋板的下端為進水導流，增加了反應器下端角落容積的利用率，有效