[發明專利]兩相一體式污泥濃縮消化反應器

有效

• 申請號: 201410450979.2
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104150593A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 劉鴻霞;何強;張振宇;李驍;陳川;黃爽;王旗齊
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

技術領域

本發明涉及廢水處理裝置，具體指一種兩相一體式污泥濃縮消化反應器，屬于廢水處理技術領域。

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背景技術

厭氧消化技術是世界各地廣泛應用的廢水處理技術，厭氧反應器就是為厭氧處理技術而設置的專門反應器。厭氧反應器的發展經歷了如下幾個階段。

第一代反應器：從19世紀末到20世紀中期，以傳統的完全混合消化池為代表，屬于低負荷系統。第一代反應器成功的基礎和關鍵是停留時間長，滿足了厭氧微生物生長緩慢、世代時間較長的特點。但是，第一代反應器還有一個共同的特點就是無法將水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）分開，因此不能為世代時間長（6-8d）的甲烷菌提供良好的生長條件，致使厭氧消化效率低，出水水質較差，不能經濟地處理工業廢水。

第二代反應器為高效厭氧反應器，不僅實現了SRT與HRT的分離，在防止污泥流失方面還做了大量的特色研究，如厭氧生物濾池（AF）將微生物附著在載體的表面，避免了流失；在上流式厭氧污泥床（UASB）反應器中形成顆粒污泥，改善了污泥的沉降性能，從而有效減少了出水中微生物或固體物的含量，也避免了微生物大量流失。但是，第二代厭氧反應器也有不足。以UASB為例，當進水無法采用高的水力負荷和有機負荷時，就會造成進水和產氣的攪拌作用減少，污泥床內的混合強度降低，出現短流效應，使反應器的應用受到限制。

第三代反應器在第二代反應器的基礎上進行了改良，圍繞布水均勻性、避免短流和死角等現象進行了精心的研究設計，主要通過增加反應器的高徑比，對反應器進行分段和在反應器內部增加三相分離器等改進手段，使進水和污泥之間能始終保持良好地接觸，利用塔式反應器結構和出水回流提高進水流速獲得了良好的攪拌強度。從構造上看，第三代反應器內部結構較復雜，設計施工要求高；反應器高徑比大，增加了進水泵的動力消耗，提高了運行費用。第三代反應器水力停留時間相對較短，而水解速度較緩慢，會導致反應不徹底，加重后續處理的負擔。且目前在第三代反應器水力條件下培養活性和沉降性能良好的顆粒污泥技術尚不成熟，需進一步研究。

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發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種結構更加簡化合理，反應啟動更快，微生物量更大，截留能力大大增強，處理效率高且運行更穩定節能的兩相一體式污泥濃縮消化反應器。

本發明的技術方案是這樣實現的：

兩相一體式污泥濃縮消化反應器，包括同心的內筒和外筒，內筒底部收攏形成漏斗狀，在漏斗最底部設有排泥管；外筒底端斜向中心收攏并與內筒外壁封閉連接；內筒和外筒之間的區域構成外反應室，內筒內部區域構成內反應室，在內筒上靠近外反應室底部設有若干將外反應室和內反應室連通的連通孔；在外筒上端設有上清液排出口；在外筒上靠近下部位置設有進泥管，進泥管高于連通孔高度，外反應室上端設有上清液回流管，上清液回流管與進泥管連接以實現上清液與進泥的混合；在外筒內位于內筒上端設有三相分離器，三相分離器為兩端開口且敞口向下的喇叭罩結構，喇叭罩下端伸至外反應室中；在三相分離器之上設有筒狀且上端封閉的氣液分離器，氣液分離器下端形成收口并與三相分離器上端收口對接，外筒上端與氣液分離器之間設有將外反應室封閉的蓋板，氣液分離器上設有通氣孔以將外反應室和氣液分離器連通；在氣液分離器上端設有沼氣收集管，沼氣收集管與貯氣箱連接。

在內反應室中設有與內筒同心的內循環管，內循環管底部為喇叭口，內循環管中部設有若干將內循環管內部與內反應室連通的過水孔；所述貯氣箱通過氣泵連接沼氣回流管，沼氣回流管另一端進入內循環管下端并豎直向上。

在外筒內壁上設有一圈肋板，肋板位于三相分離器喇叭罩下端之下，使外反應室在肋板和喇叭罩下端之間形成一個折向過流通道以阻止污泥通過。

在三相分離器喇叭罩上設有兩上端齊平的排氣管，其中一排氣管下端與外反應室相通，另一排氣管下端與內反應室相通。

相比現有技術，本發明具有如下有益效果：

1、本反應器采用兩個反應室，外反應室濃縮的污泥進入內反應室，可保證內反應室積累起足夠大量的微生物，從而實現了污泥停留時間和水力停留時間的分離；而為了強化傳質效果，在內反應室引入循環管，在回流沼氣帶動下實現內反應室的循環，保證廢水和厭氧污泥之間的充分接觸。

2、本反應器的圓形主體和錐形底部設計能較好的解決死角、溝流、短流等現象，提高反應器水力條件，且利于污泥的沉積和排放。