首格升流式abr反應器改進裝置及方法
2023-05-15 19:15:06
專利名稱：首格升流式abr反應器改進裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種汙廢水厭氧處理裝置及方法，屬於反應器範疇，主要用於城鎮生活汙水、化工、印染等工業廢水的前處理，中小規模生活汙水收集後可直接進入本反應器， 工業廢水經預處理後進入本反應器。
背景技術：
厭氧處理反應器主要有上流式厭氧汙泥床(UASB)、膨脹顆粒汙泥床反應器 (EGSB)、厭氧內循環反應器(IC)、厭氧折板反應器(ABR)等。UASB反應器由於同時具備厭氧過濾及厭氧活性汙泥法的雙重特點，在形成顆粒汙泥的基礎上，通過三相分離器有效分離泥水和沼氣，因而耐衝擊負荷；缺點是三相分離器結構複雜。ABR反應器的特點是在反應器內沿水流方向設置多個折流擋板，將反應器分隔成若干個串聯的反應區，每個反應區又分隔成上流室和降流室，由於折流板的阻擋和汙泥的自身沉降性能，汙泥多被截留在各自的反應區內，形成相對獨立的微生物反應區。缺點是首格反應區要承受的負荷遠大於平均負荷，造成局部負荷過載；容積較大、上升流速較小的升流室易形成溝流和死角，大大減小了反應器容積負荷。
發明內容
1、發明目的本發明目的是將首格升流式ABR反應器改進裝置分為首格升流式反應區、折流反應室串聯反應區。借鑑UASB反應器的設計原理，充分利用首格進水泵進行動力布水，在ABR 反應器的首格反應區設置三相分離器，採用上流式進水方式，將首格反應區分割成反應區、 泥水分離區、排氣區，有效提高ABR反應器應對高負荷汙廢水衝擊的能力。在上向流反應室設置導流板和擋板，並採用周邊堰溢流出水方式，有效提高上流室汙水混合紊流程度；在上流室設置填料區，提高厭氧微生物富集效果並可有效截流上升汙泥以防進入下一反應區， 營造相對獨立的厭氧微生物增殖環境。2、技術方案本發明的技術方案一種汙廢水厭氧處理裝置，首格反應室採用UASB反應器設計結構，在上部設置折流擋板，中部設置反射錐，將首格反應區分為反應區、排氣區、泥水分離區，可有效減少因為產氣和水流上升引起的厭氧汙泥流失；首格反應區之後為多個下向流反應室和上向流反應室的串聯，下向流與上向流反應室通過導流板和斜板分隔開，上向流反應室寬度大於下向流反應室，上流室設置填料，從而形成汙泥沉降區、填料區、上流室泥水分離區三個區；汙廢水在上下流反應室折流過程中除了導流板的導流作用外，還有上流室擋板阻擋所起到的均勻布水作用，結合周邊堰出水方式，汙廢水在上流室紊流混合，克服了傳統ABR反應器上流室溝流和死角多的缺點。—種汙廢水厭氧處理方法，其步驟為一、汙廢水從底部進入反應器首格反應區，在反應區A形成顆粒汙泥，發酵產生氣體混合汙泥在上升過程中碰撞反射錐( 和折流擋板(1)，引起泥氣分離，分離後氣體從排氣區(B)排出並通過排氣口(9)回收利用，脫氣後的泥水混合液進入泥水分離區(C)進行泥水分離，分離上清液溢流進入下一個反應區，沉澱後的汙泥滑落到主體反應區(A)參與汙染物分解作用。二、ABR反應器各反應區通過隔板或隔牆(3)隔開，下向流反應室和上向流反應室通過導流板(4)和斜板(5)分隔開，首格反應區出水進入ABR反應器下向流反應室(D1)，在導流板(4)及斜板(5)導流作用下進入上流室，擋板(6)起到均勻進水的作用，上流室寬度大於下流室，因而進入上流室的流速會顯著降低，促進汙泥在上流室底部形成汙泥沉降區 (El)，上流室中部為填料區(Fl)，設置組合填料或懸浮填料球等，富集厭氧微生物，通過微生物分解有效淨化汙水，形成的泥水混合物在Gl區泥水分離後，上清液通過周邊堰(8)溢流收集進入下一個反應區，多次淨化後溢流排出。上下流反應室串聯數量因進水水質而異。三、斜板(5)導流結合擋板(6)均勻進水、周邊堰(8)溢流出水，有效起到了上流室汙水的紊流混合作用。每個ABR反應區底部設有傾斜坡度(7)，沉降的汙泥滑落到反應區一角，定期清除。3、有益效果1)由於首格反應區採用類似UASB的上流式進水，具備可形成顆粒汙泥的條件，容積負荷高，耐衝擊負荷能力強，有效提高了整個ABR反應器抗衝擊負荷的能力，解決了傳統 ABR反應器首格反應區承受負荷大，局部負荷過載的問題；三相分離器的設置，可有效減少因為產氣和水流引起的厭氧汙泥流失問題。2)汙廢水在上下流反應室折留過程中除了有導流板的導流作用外，還有擋板阻擋起到的均勻布水作用，結合周邊堰出水方式，汙廢水在上流室充分混合，克服了傳統ABR反應器上流室溝流和死角多的缺點。3)上流室設置填料區，提高厭氧微生物富集效果的同時，可阻隔厭氧汙泥的上升， 上清液從泥水分離區頂部周邊堰溢流出水，沉降汙泥集中在各自反應區的一角，定期清除， 不對其他反應區造成影響，各反應區營造了相對獨立的厭氧微生物增殖環境，厭氧微生物種類繁多，厭氧過程也複雜多過程，分區的方式可提高厭氧處理的效率。
圖1是首格升流式ABR反應器改進裝置示意圖。其中1為折流擋板，2為反射錐，3為隔板或隔牆，4為導流板，5為導流板斜板，6為擋板，7為斜坡，8為周邊出水堰，9為排氣口 ；A為反應區，B為排氣區，C為泥水分離區，D1、 D2、D3為下向流反應室，E1、E2、E3為汙泥沉降區，F1、F2、F3為填料區，G1、G2、G3上流室泥水分離區。圖2是周邊堰溢流出水示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖1、2進一步對本發明作進一步說明。實施例對照圖1、2，首格升流式ABR反應器改進裝置主體結構可以是磚混結構或鋼結構，整個反應器分為四個反應區，分別為首格升流式反應區、三個上下流反應室串聯反應區，各反應區通過隔板或隔牆(3)隔開。汙廢水經收集後從底部進入反應器首格反應區，進水管開口向下以防沉澱汙泥堵塞進水管。汙水升流過程中接觸反應區A內形成的顆粒汙泥，厭氧微生物分解、同化吸收汙水中有機物及氮磷等營養物質，有機物分解產生的甲烷、氫氣等氣體物質混合部分汙泥上升，碰撞反射錐(2)和折流擋板(1)，反射錐和折流擋板為鋼結構或硬質塑料結構，反射錐為三角形狀，折流擋板折角120° 145°，反射錐和折流擋板在一側方向上重疊有餘，氣體反射阻擋後從排氣區(B)排出並通過排氣口(9)回收利用，氣體分離後的泥水混合液通過反射錐和折流擋板之間的缺口進入泥水分離區(C)，在泥水分離區沒有了產氣的擾動，汙泥在重力作用下沉降，遇反射錐滑落到反應區繼續參與汙染物淨化作用，上清液則溢流進入第二格反應區的下流室(Dl)。第二格反應區上下流室通過導流板(4)和斜板( 分隔開，導流板、斜板可以為鋼製或硬質塑料，導流板與斜板夾角在 120° 145°，上下流反應室體積2 1 3 1，汙水在導流板和斜板的導流下進入上流室，由於體積增大，上流室汙水上升流速較下流室下降流速顯著降低，擋板(6)阻擋促進布水均勻的同時促使汙水中懸浮物質在汙泥沉降區(El)沉降，第二反應區底部斜坡坡度為5%，沉降的汙泥滑落到反應區一角，定期清除。上流室中部填料區(Fl)佔上流室體積 1/3 1/2，填料採用組合填料或懸浮填料球(懸浮填料球需固定住)等富集厭氧微生物， 填料上富集的微生物是汙水淨化的主要參與者，脫落的微生物部分沉降進入汙泥沉降區， 部分隨同上流汙水進入上流室泥水分離區(Gl)，在重力作用下逐漸沉澱，上清液則通過周邊堰(8)溢流進入第三格反應區的下流室(D2)，周邊堰可以為平口堰或鋸齒堰。第三格反應區上下流室通過導流板(4)和斜板( 分隔開，導流板、斜板可以為鋼製或硬質塑料，導流板與斜板夾角在120° 145°，上下流反應室體積2 1 3 1，汙水在導流板和斜板的導流下進入上流室，由於體積增大，上流室汙水上升流速較下流室下降流速顯著降低， 擋板(6)阻擋促進布水均勻的同時促使汙水中懸浮物質在汙泥沉降區(E》沉降，第三反應區底部斜坡坡度為5%，沉降的汙泥滑落到反應區一角，定期清除。上流室中部填料區(F2) 佔上流室體積1/3 1/2，填料採用組合填料或懸浮填料球(懸浮填料球需固定住)等富集厭氧微生物，填料上富集的微生物是汙水淨化的主要參與者，脫落的微生物部分沉降進入汙泥沉降區，部分隨同上流汙水進入上流室泥水分離區(G2)，在重力作用下逐漸沉澱，上清液則通過周邊堰(8)溢流進入第四格反應區的下流室(D3)，周邊堰可以為平口堰或鋸齒堰。第四格反應區上下流室通過導流板(4)和斜板(5)分隔開，導流板、斜板可以為鋼製或硬質塑料，導流板與斜板夾角在120° 145°，上下流反應室體積2 1 3 1，汙水在導流板和斜板的導流下進入上流室，由於體積增大，上流室汙水上升流速較下流室下降流速顯著降低，擋板(6)阻擋促進布水均勻的同時促使汙水中懸浮物質在汙泥沉降區(E3)沉降，第四反應區底部斜坡坡度為5%，沉降的汙泥滑落到反應區一角，定期清除。上流室中部填料區(F!3)佔上流室體積1/3 1/2，填料採用組合填料或懸浮填料球(懸浮填料球需固定住)等富集厭氧微生物，填料上富集的微生物是汙水淨化的主要參與者，脫落的微生物部分沉降進入汙泥沉降區，部分隨同上流汙水進入上流室泥水分離區(G3)，在重力作用下逐漸沉澱，上清液則溢流排出。
權利要求
1.首格升流式ABR反應器改進裝置，其特徵是包括首格升流式反應區、折流反應室串聯反應區。首格反應室採用UASB反應器設計結構，在上部設置折流擋板，中部設置反射錐， 將首格反應區分為反應區、排氣區、泥水分離區；首格反應區之後為多個下向流反應室和上向流反應室的串聯，下向流與上向流反應室通過導流板和斜板分隔開，上向流反應室寬度大於下向流反應室，上流室設置填料，從而形成汙泥沉降區、填料區、泥水分離區三個區；汙廢水在上下流反應室折流過程中除了導流板和斜板的導流作用外，還有上流室擋板的阻擋以起到均勻布水作用，結合周邊堰出水方式，汙廢水及汙泥在上流室混合。
2.首格升流式ABR反應器改進方法，其特徵是該方法包括如下步驟一、汙廢水從底部進入反應器首格反應區，在反應區A形成顆粒汙泥，發酵產生氣體混合汙泥在上升過程中碰撞反射錐( 和折流擋板(1)，引起泥氣分離，分離後氣體從排氣區 (B)排出並通過排氣口(9)回收利用，脫氣後的泥水混合液進入泥水分離區(C)進行泥水分離，分離上清液溢流進入下一個反應區，沉澱後的汙泥滑落到主體反應區(A)參與汙染物分解作用。二、ABR反應器各反應區通過隔板或隔牆(3)隔開，下向流反應室和上向流反應室通過導流板(4)利斜板(5)分隔開，首格反應區出水進入ABR反應器下向流反應室(D1)，在導流板(4)及斜板(5)導流作用下進入上流室，擋板(6)起到均勻進水的作用，上流室寬度大於下流室，因而進入上流室的流速會顯著降低，促進汙泥在上流室底部形成汙泥沉降區(El)， 上流室中部為填料區(Fl)，設置組合填料或懸浮填料球等，富集厭氧微生物，通過微生物分解有效淨化汙水，形成的泥水混合物在Gl區泥水分離後，上清液通過周邊堰(8)溢流收集進入下一個反應區，多次淨化後溢流排出。上下流反應室串聯數量因進水水質而異。三、斜板( 導流結合擋板(6)均勻進水、周邊堰(8)溢流出水，有效起到了上流室汙水的紊流混合作用。每個ABR反應區底部設有傾斜坡度(7)，沉降的汙泥滑落到反應區一角，定期清除。
全文摘要
本發明涉及一種汙廢水厭氧處理裝置及方法，其裝置分為首格升流式反應區、上下流反應室串聯反應區。借鑑UASB設計原理，在ABR反應器首格反應區設置三相分離器，有效提高汙泥濃度，從而提高整個反應器抗衝擊負荷的能力，解決了傳統ABR反應器首格反應區承受負荷大，局部負荷過載的問題；在折流反應格室進水口附近設置擋板，出水方式改為周邊堰出水，改善泥水混合狀態，克服了傳統ABR反應器溝流和死角多的缺點；在上向流反應室設置填料區，提高微生物富集效果同時，阻隔汙泥的上升，有利於營造各反應區相對獨立的厭氧微生物增殖環境。本裝置可直接用於中小規模生活汙水的厭氧處理，工業廢水等經過預處理後可進入本反應器。
文檔編號C02F3/28GK102531162SQ201110431100
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月21日 優先權日2011年12月21日
發明者劉偉京, 吳偉, 吳海鎖, 張龍, 徐軍, 塗勇, 白永剛, 蔣永偉 申請人:江蘇省環境科學研究院