[實用新型]一種小型太陽能供暖折板式UASB系統

有效

• 申請號: 201520872875.0
• 申請日: 2015-11-04
• 公開（公告）號: CN205115131U
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 吳偉祥;何洋洋;孫法遷;吳杭航;馬壯
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;F24J2/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本實用新型涉及一種UASB反應器，尤其涉及一種小型太陽能供暖折板式UASB系統，利用太陽能加熱的高效低耗，主要用于處理小水量的高濃度有機廢水，屬于高濃度有機廢水處理技術領域。

技術背景

UASB(上流式厭氧污泥床反應器)于20世紀70年代由荷蘭人實用新型，由于其結構簡易、耐沖擊負荷能力強和可用于處理高濃度有機廢水而被廣泛運用。雖然在UASB之后又有ABR，EGSB和IC等更高效的厭氧反應器的產生，但是相比較而言UASB的結構和運行都更加簡單方便，所以它仍是厭氧反應器中利用率最高的。如我們所知，UASB是依賴于反應器內高濃度和活性的污泥床，污水中的高濃度有機質通過此污泥床被水解酸化然后生成甲烷和二氧化碳氣體，所以UASB的高效受到幾個因素的制約，首先是溫度，UASB的最適溫度是30-35℃，當低于30℃或高于35℃，污泥的活性可能就會受到不同程度的抑制；其次是系統內部是否混勻，污水與污泥是否可以充分接觸，單純的進水從底部經布水器進入污泥層往往會出現死區的現象，這將會嚴重制約UASB的性能。為解決溫度的問題，通常會利用廠區附近的廢熱或者安裝電加熱裝置來保證運行溫度，但是可能條件不夠或運行費用太高。另外，有個問題可能會被忽視，那就是由于反應器內超高的反應活性，甲烷產量很高導致大量氣泡帶著污泥從三相分離器頂部導氣口溢出，部分污泥和熱量流失，這也是一個系統隱患。

發明內容

本實用新型是針對UASB系統溫度維持較難(尤其是冬季)、污泥混勻難度較大的問題，提出了一種小型太陽能供暖折板式UASB系統，可用于高效穩定處理多種小流量高濃度有機廢水。

本實用新型的小型太陽能供暖折板式UASB系統，包括熱能收集系統，儲熱罐，電控系統和UASB厭氧反應器；

熱能收集系統包括集熱器及和集熱器相連的若干太陽能集熱管，集熱器與儲熱罐間通過第一提升泵形成液體循環回路，儲熱罐內部設置第一溫度傳感器和水位傳感器；

UASB厭氧反應器內從下到上依次設有3-5層D型折流板，D型折流板向下傾斜，與水平面夾角為3-10°，且各層D型折流板放置方向各不相同，在UASB厭氧反應器內底部設置有布水器和環狀加熱銅管，布水器位于最底層D型折流板的正下方，污水經污水提升泵進入UASB內布水器，環狀加熱銅管與儲熱罐經第二提升泵形成液體循環回路，在UASB厭氧反應器內頂部設置有兩個三相分離器，兩個三相分離器位于最上層D型折流板上方形成雙層三相分離器，在雙層三相分離器的通氣口處固定有消泡噴頭，UASB厭氧反應器頂部設有出水管連接第三提升泵，第三提升泵通過三通管連接消泡噴頭和布水器；UASB厭氧反應器內還設置有第二溫度傳感器，在反應器上部側壁上還開有出水口；

儲熱罐的進水口連接第四提升泵，第四提升泵的另一端連接自來水管；

第一溫度傳感器、水位傳感器、第二溫度傳感器、第四提升泵、第二提升泵均與電控系統連接。

太陽能集熱管收集熱量儲存在儲熱罐中，再泵入UASB系統內部的環狀加熱銅管對系統加熱。太陽能集熱管內裝滿自來水(堿度不高),集熱管白天收集太陽光的熱量并轉移至管內水中，水因加熱開始上升并和集熱器內的水進行熱交換，集熱器頂部設有放氣閥門用于定時放氣，防止內部壓力過高帶來安全隱患；集熱器側面設置出水口連接第一提升泵，第一提升泵將集熱器中的水和儲熱罐中的水進行不斷循環，第一提升泵可以控制為在6:00開始啟動，18：00停止工作，儲熱罐內的水位傳感器當檢測到水位低于正常水位的10％時可通過電控系統自動啟動第四提升泵以向儲熱罐內補充自來水；

儲熱罐體積最好為UASB反應器有效體積的1/3至1/2。

太陽能集熱管的數量與儲熱罐體積的數量關系為100根配1m³體積。

污水經污水提升泵從設置在UASB底部的布水器中均勻進入UASB厭氧反應器內，之后在多層傾斜的D型折流板作用下，在折流板之間來回沖擊形成湍流，劇烈攪動與反應器內污泥充分混勻，最終經雙層三相分離器與污泥和沼氣分離后從出水口出水。所述的D型折流板在水平面投影為呈D型的不完整圓(D型圓)，其圓弧角度呈240°。

第二提升泵將儲熱罐內的水泵入環狀加熱銅管，使其對UASB內部進行加熱，當UASB內第二溫度傳感器檢測到UASB內水溫超過35℃，將由電控系統控制關閉第二提升泵，當溫度低于33℃，電控系統將會重新啟動第二提升泵；第三提升泵將UASB內上清液泵至UASB底部與污水一起進入布水器，形成內回流系統，消泡噴頭固定在UASB頂部雙層三相分離器通氣口，進行噴灑消泡；