三段式沼氣反應器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及環保技術領域中的廢水處理設備，具體而言，涉及一種三段式沼氣反應器。
【背景技術】
[0002]廢水的生物處理方法可以分為好氧生物處理方法和厭氧生物處理方法兩大類，其中好氧方法可以處理有機物含量較低，如生活廢水和易好氧生物降解廢水等;厭氧處理主要處理難降解廢水，但是單純的厭氧處理很難達到排放標準，一般后面要接好氧處理。除了生物法處理外，廢水處理還有物化法、膜法、電化學法等等。
[0003]廢水厭氧生物處理是指在無分子氧的條件下通過厭氧微生物(包括兼氧微生物)的作用，將廢水中各種復雜有機物分解轉化成甲烷和二氧化碳等物質的過程。在厭氧生物處理的過程中，復雜的有機化合物被分解，轉化為簡單、穩定的化合物，同時釋放能量。其中，大部分的能量以甲烷的形式出現，這是一種可燃氣體，可回收利用。同時僅少量有機物被轉化而合成為新的細胞組成部分，故相對好氧法來講，厭氧法污泥增長率小得多。
[0004]按現有技術，廢水厭氧生物處理的前面單元中，采用空氣曝氣攪拌或調節，調節水質和水量，預酸化廢水，但是經過空氣調節后廢水中微量的溶解氧進入厭氧反應器，對厭氧反應器需要絕對厭氧環境的產甲烷菌產生一定的沖擊，影響厭氧反應的氧化還原電位，也對厭氧反應器設備產生一定的有氧腐蝕，容易出現污泥松散、有機負荷低、處理效果差等問題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型所解決的技術問題:廢水厭氧生物處理的預處理過程中，采用空氣曝氣攪拌或調節水質和水量，預酸化廢水，致使廢水中微量的溶解氧進入厭氧反應器，沖擊產甲烷菌的產生，影響厭氧反應的氧化還原電位，腐蝕厭氧反應器設備，導致污泥松散、有機負荷低、處理效果差。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型提供如下技術方案:
[0007]三段式沼氣反應器，包括第一腔室和第二腔室，所述第一腔室內設預厭氧區，所述第二腔室內設主厭氧區和甲烷菌分離區，所述主厭氧區內設有污泥，甲烷菌分離區位于主厭氧區的上方;所述主厭氧區和甲烷菌分離區之間設有三相分離器，所述甲烷菌分離區經通氣管路與預厭氧區連通，所述預厭氧區經通水管路與主厭氧區連通;所述第一腔室開設與預厭氧區連通的進水口和分離后沼氣出口，所述第二腔室開設與甲烷菌分離區連通的出水口。
[0008]按上述技術方案，本實用新型所述三段式沼氣反應器的工作原理如下:廢水經進水口進入第一腔室的預厭氧區中，在預厭氧區中預處理后的廢水經通水管路進入第二腔室的主厭氧區；廢水在主厭氧區中與污泥充分混合反應，產生沼氣，污泥膨脹，沼氣攪拌污泥，強化傳質效果；沼氣和污泥在三相分離器處進行分離，污泥截留在主厭氧區內，而經過三相分離器分離后的廢水則由出水口流入后續處理單元；沼氣由于密度小，繼續上升至甲烷菌分離區，并通過通氣管路進入第一腔室的預厭氧區；在預厭氧區，沼氣與廢水充分混合，沼氣中夾帶的細碎產甲烷菌快速吸附和降解廢水，使沼氣與產甲烷菌分離，分離后的沼氣由分離后沼氣出口排出或繼續下一步利用。
[0009]通過上述技術方案，本實用新型采用第二腔室中主厭氧區產生的沼氣，經過通氣管路至預厭氧區，經過預厭氧區后的廢水經通水管路進入主厭氧區，發生甲烷菌生物反應，甲烷菌在甲烷菌分離區分離，凈化后的廢水進入后續處理單元;從而實現預厭氧區、主厭氧區和甲烷菌分離區的功能分離，發揮各個功能區的優勢效率，并將反應器集成為一體。本實用新型所述三段式沼氣反應器不僅能全部回收沼氣能源、提高甲烷菌群顆粒化率，而且，三段式沼氣反應器具有結構簡單、占地面積小、投入成本低、維修率低、動力消耗低、運行成本低、操作管理簡單等優點;具體而言，本實用新型所述三段式沼氣反應器對有機物的降解率達到90 %以上，甲烷菌群顆粒化率提高了 80 %以上，設備投資減少50 %。
[0010]本實用新型有效地解決了現有技術中因使用空氣攪拌而產生的微量的溶解氧進入厭氧反應器而影響厭氧反應的氧化還原電位及對厭氧反應器設備產生一定腐蝕的技術問題。
[0011]作為本實用新型對預厭氧區的一種說明，在預厭氧區中，沼氣中夾帶的細碎產甲烷菌快速吸附和降解廢水，同時，沼氣中的絕大部分二氧化碳溶解于水，提高了廢水的碳酸氫鹽和碳酸鹽堿度，避免揮發性脂肪酸在主厭氧區的積累。
[0012]作為本實用新型對產甲烷菌、甲烷菌的一種說明，所述產甲烷菌屬于原核生物中的古細菌，可以生成甲烷的微生物稱作產甲烷菌;所述甲烷菌屬于原核生物，是專性嚴格厭氧菌、生長繁殖特別緩慢、培養分離比較困難;產甲烷菌不能在有氧氣處生存，因此它們只能在完全缺乏氧氣的環境中被發現，只有產甲烷和發酵作用能夠在只有含碳化合物作為電子受體的情況下發生。通過產甲烷作用，有機廢物可以轉化成有用的甲烷，即沼氣;其中，產甲烷作用，又稱甲烷生成，指微生物合成甲烷的代謝途徑，在很多環境中，這是有機物降解的最終步驟。
[0013]作為本實用新型對三相分離器的一種說明，所述三相分離器多用于生物污水處理中的上流式厭氧污泥床反應器(UASB)，用以分離消化氣、消化液和污泥顆粒。消化氣自反應器頂部導出;污泥顆粒自動滑落沉降至反應器底部的污泥床;消化液從澄清區出水。
[0014]作為本實用新型對通氣管路的一種說明，所述通氣管路包括分離前沼氣管、安裝在分離前沼氣管上的沼氣增壓栗、與分離前沼氣管連通的沼氣分布器;所述沼氣分布器位于預厭氧區的底部;所述沼氣分布器包括與分離前沼氣管連通的沼氣進口和與預厭氧區連通的多個沼氣出口。其中，沼氣分布器相當于一個分配中介，其設有一個沼氣進口，沼氣出口的數量根據預厭氧區面積大小而定，多個沼氣出口均勻分布。按上述說明，沼氣通過分離前沼氣管，由沼氣增壓栗經沼氣分布器栗入預厭氧區。
[0015]作為本實用新型對通水管路的一種說明，所述通水管路包括廢水管、安裝在廢水管上的提升栗、與廢水管連通的布水器;所述布水器位于主厭氧區的底部;所述布水器包括與廢水管連通的廢水進口和與主厭氧區連通的多個廢水出口。