[發明專利]一體化有機污泥高溫微好氧臥式消化反應器

無效

• 申請號: 200910183302.6
• 申請日: 2009-09-17
• 公開（公告）號: CN101659506A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 程潔紅;周全法;張鎖榮;朱炳龍;朱南文;高永;孔峰
• 申請（專利權）人: 江蘇技術師范學院
• 主分類號: C02F11/02
• 分類號: C02F11/02
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司
• 代理人: 顧 進

技術領域

本發明屬于污水生物處理技術，涉及一種高溫微好氧消化反應器，其適用于含固率4-20％，揮發性有機固體濃度占90％-40％的液態有機固體廢棄物，如城市污泥、家禽養殖廠排放的有機廢棄物、廚余、牲口糞便等液態有機物。

背景技術

隨著我國社會經濟和城市化的發展，城市污水的數量在不斷增長。據預測，2010年我國城市污水排放量將達到440億m³/d；2020年將達到536億m³/d。目前我國污水處理量和處理率雖然不高，但城市污水處理廠每年排放干污泥大約30萬噸，而且還以每年10％的速度增長。我國現有污水處理廠，有很大一部分污泥處理設施沒有有效運行，污泥沒有得到妥善處理，致使城市污水處理的最終問題落到了污泥處理上。因此，如何有效處理污水廠污泥是國際范圍內污(廢)水處理領域中所面臨的最為重要而復雜的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種一體化有機污泥高溫微好氧臥式消化反應器，通過好氧菌、兼性菌、厭氧菌的共同作用將揮發性有機物降解，轉變成高質量、安全可靠的生物有機肥，本反應器結構緊湊、操作簡單、采用地埋或半地埋的方式放置，美化環境。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案如下：一體化有機污泥高溫微好氧臥式消化反應器，包括反應器本體、控制系統、攪拌系統和設置在反應器底部的曝氣系統，所述反應器本體上設有進料口、出料口和放空口，所述反應器本體內設有至少三擋板，所述擋板將反應器本體依次分為進料區、至少兩個反應區和出料區，所述進料區與反應區、出料區與反應區底部相通；所述反應區與反應區之間上部相通；且各反應區內分別安裝有雙層葉片組合式攪拌器。

本發明為有機污泥的單級高溫微好氧消化反應器，利用在自然界中存在的嗜熱菌，在50-60℃高溫條件下，進行攪拌混合反應，同時提供曝氣，高效去除有機污泥中有害物質和有機質，將其轉變成高質量的、無病原菌的生物有機肥，并可安全農用。

本發明適用于含固率在4-20％，揮發性有機固體濃度占90％-40％的液態有機固體廢棄物，如城市污泥、家禽養殖廠排放的有機廢棄物、廚余、牲口糞便等液態有機物。由于投入反應器內的污泥濃度高，粘度大，需氧量多，而傳質進入反應器的氧量有限，因此是不完全好氧，而是微好氧狀態，即通過好氧菌、兼性菌、厭氧菌的共同作用將揮發性有機物降解，最終獲得穩定的、無害化、可作為肥料的有機固體，解決了有機污泥最終出路問題。

本發明屬于單級反應器，但根據停留時間內部設置有兩個或兩個以上的反應區，其結構緊湊、操作簡單、占地面積小；而每個反應區內設有一個雙層葉片組合式攪拌器，通過該攪拌器的攪拌，起到混合無死角，達到污泥懸浮作用，促進微生物吸取有機物和氧氣；還可通過攪拌產生的剪切力作用將氣體充分分散，打碎大氣泡，使氣液均一化，延長氣液接觸時間，提高氧的傳質效率，完成氣液傳質過程，從而保證微生物自身氧化反應完全，釋放足夠熱量，確保反應器的高溫狀態。

本發明根據實際情況，采取地埋或半地埋的方式來安置本反應器，這樣不僅可以減少熱量的損失，而且也可以減少占地面積。

作為本發明的優選實施例：所述組合式攪拌器的上層葉片為徑流型的渦輪式葉片，下層葉片為軸流型的推進式葉片。徑流型葉片用于氣體分散；軸流型葉片由于其循環能力強、排出量大，有利于氣體分散的特點，同時對固體顆粒的懸浮操作也十分有效；當底部有分散不良而凝并的氣泡進入上部區域后，可重新被具有高剪切力的渦輪式葉片分散、打碎，延長氣相停留時間，提高氧的傳質效率，增加氣液傳質比表面積。

葉輪的大小影響葉輪的排出流量和動力消耗，本發明反應器中由于污泥濃度高，黏度大，流動性差，若葉片半徑過小，容易造成“圓柱狀回轉區”；為避免反應器中輕組分物質集中在攪拌器轉軸附近，導致氣、液、固分布不均，根據理論推導和計算，本反應器中涉及的組合式攪拌器中，其葉片的長度與反應區的最窄處寬度比選擇在0.30-0.60之間。

本發明中，所述組合式攪拌器的葉片與運動方向呈40°-60°角；采用上述結構設計后，其不僅可以起到增加排液量、提高動力效率作用；當葉輪運動時，除可產生水平環流作用外，還可以產生軸向分流作用。

為使反應器結構更加美觀，更符合實際使用的情況，本反應器采用臥式長方體結構，其長度與寬度之比為2-4∶1。

為保證反應器不受外界氣溫影響，較少散熱量，所述反應器本體的外圍設有保溫層。