[發(fā)明專利]一種厭氧內(nèi)循環(huán)制氫反應(yīng)器

有效

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• 申請日: 2016-04-05
• 公開（公告）號: CN105692895B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳瀅;劉敏
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C12M1/107
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 裴娜

本發(fā)明涉及一種厭氧內(nèi)循環(huán)制氫反應(yīng)器，該厭氧內(nèi)循環(huán)制氫反應(yīng)器從下到上依次設(shè)反應(yīng)區(qū)、污泥回流區(qū)、污泥沉淀區(qū)、集氣室，反應(yīng)區(qū)底部設(shè)有第一進(jìn)水管和第二進(jìn)水管，反應(yīng)區(qū)一側(cè)設(shè)有污泥采樣管，反應(yīng)區(qū)中部設(shè)有溫度探頭插入管；污泥回流區(qū)設(shè)有回流區(qū)污泥采樣管和三相分離器，三相分離器外嵌套集氣室外圓筒，三相分離器和集氣室外圓筒之間用連接片連接。增加了污泥內(nèi)回流區(qū)，增長了三相分離器內(nèi)圓筒，延長了進(jìn)入反應(yīng)器底物的流程，有效地避免了傳統(tǒng)UASB反應(yīng)器中短流現(xiàn)象發(fā)生；污泥在反應(yīng)器內(nèi)部形成一個(gè)循環(huán)，回流污泥能充分和進(jìn)水底物混合，增加了傳質(zhì)作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種厭氧內(nèi)循環(huán)制氫反應(yīng)器。

背景技術(shù)

厭氧顆粒污泥暗發(fā)酵制氫是在無光和厭氧的條件下，利用厭氧產(chǎn)氫顆粒污泥中微生物的代謝作用，將廢水中有機(jī)物轉(zhuǎn)化為氫氣，達(dá)到污水凈化和能源回收雙重功效的過程。與傳統(tǒng)產(chǎn)甲烷發(fā)酵過程相比，厭氧顆粒污泥暗發(fā)酵制氫回收氣體為氫氣，氫氣燃燒產(chǎn)物是水，不會(huì)造成溫室效應(yīng)或環(huán)境污染。與絮狀污泥發(fā)酵產(chǎn)氫相比，厭氧顆粒污泥暗發(fā)酵制氫能維持較高的生物量，具有較高的氫氣產(chǎn)率和抗沖擊負(fù)荷能力。因此對厭氧顆粒污泥暗發(fā)酵制氫的研究是很有必要的，對高效厭氧發(fā)酵制氫的反應(yīng)器的研究能促進(jìn)厭氧顆粒污泥暗發(fā)酵制氫的發(fā)展，具有重要的意義。

目前已經(jīng)對厭氧顆粒污泥暗發(fā)酵制氫做了大量的研究，上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)為主要的厭氧顆粒污泥暗發(fā)酵制氫反應(yīng)器。UASB反應(yīng)器能形成厭氧顆粒污泥，占地面積較小，能保持較高的活性污泥濃度，對負(fù)荷的沖擊較強(qiáng)的抵抗能力。然而UASB反應(yīng)器作為生物制氫的反應(yīng)器也存在一些不足：UASB會(huì)出現(xiàn)短流現(xiàn)象，活性污泥和進(jìn)水不能較好地混合，導(dǎo)致活性污泥不能與進(jìn)水充分接觸，影響氫氣產(chǎn)率和污水處理效率。若提高有機(jī)負(fù)荷以增強(qiáng)攪動(dòng)，高負(fù)荷下產(chǎn)生的劇烈攪拌會(huì)導(dǎo)致大量顆粒污泥流失。由于UASB內(nèi)部液體的流動(dòng)狀態(tài)，顆粒污泥形成時(shí)間較長，導(dǎo)致厭氧顆粒污泥暗發(fā)酵制氫啟動(dòng)時(shí)間較長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的UASB會(huì)出現(xiàn)短流現(xiàn)象，導(dǎo)致活性污泥不能與進(jìn)水充分接觸，由于UASB內(nèi)部液體的流動(dòng)狀態(tài)，導(dǎo)致厭氧顆粒污泥暗發(fā)酵制氫啟動(dòng)時(shí)間較長的問題而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用方便、提高工作效率的厭氧內(nèi)循環(huán)制氫反應(yīng)器。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：該厭氧內(nèi)循環(huán)制氫反應(yīng)器從下到上依次設(shè)反應(yīng)區(qū)、污泥回流區(qū)、污泥沉淀區(qū)、集氣室，反應(yīng)區(qū)底部設(shè)有第一進(jìn)水管和第二進(jìn)水管，反應(yīng)區(qū)一側(cè)設(shè)有污泥采樣管，反應(yīng)區(qū)中部設(shè)有溫度探頭插入管；污泥回流區(qū)設(shè)有回流區(qū)污泥采樣管和三相分離器，三相分離器外嵌套集氣室外圓筒，三相分離器和集氣室外圓筒之間用連接片連接；

溢流槽外圓筒的頂部安裝有密封蓋，集氣室外圓筒外側(cè)為污泥沉淀區(qū)，污泥沉淀區(qū)頂部設(shè)有溢流堰，溢流堰外為溢流槽，溢流槽設(shè)有反沖洗管，溢流槽底部設(shè)有出水管，溢流槽頂部設(shè)有副排氣管；頂部為集氣室，集氣室頂部中心設(shè)有主排氣管。

本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)措施：

所述的第一進(jìn)水管位于厭氧內(nèi)循環(huán)制氫反應(yīng)器底部中央，兩側(cè)第二進(jìn)水管所在截面中，第二進(jìn)水管延長線弦心距與截面半徑之比為3:5。

所述的反應(yīng)區(qū)呈圓筒狀，高徑比為10:1，反應(yīng)區(qū)、污泥回流區(qū)和污泥沉淀區(qū)的體積之比為4:3:3。

所述的反應(yīng)區(qū)、污泥回流區(qū)、三相分離器、集氣室和溢流槽的截面之比為1:1.61:0.64:1.44:1.75。

所述的反應(yīng)區(qū)底部漸擴(kuò)管與水平界面的夾角α為40°～45°，反應(yīng)區(qū)外側(cè)溫度探頭插入管與水平界面的夾角β為45°～50°。

所述的三相分離器下端的漸擴(kuò)管與水平界面的夾角δ為55°～60°。