[发明专利]一种双通道自循环厌氧生物反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种双通道自循环厌氧生物反应器。

背景技术

厌氧生物处理技术是在厌氧条件下，利用微生物的代谢作用，把有机污染物转化成沼气，从而使污水达到净化的过程。与好氧生物处理相比，厌氧生物处理具有能源消耗小、污泥产量低、且能回收清洁能源(沼气)等特点，是节约能源和保护环境的有效手段，应用前景非常广阔。

厌氧生物反应器的研究已有了一百多年的历史，随着人们对厌氧生物过程认识的深入以及对厌氧生物处理技术应用的普及，厌氧生物反应器也得到了较好的开发。迄今，厌氧生物反应器已发展至第三代。高效厌氧生物处理系统一般需要满足两个条件：1)能够持留大量厌氧活性污泥；2)能够保证泥水充分接触。以升流式厌氧污泥床(UASB)反应器为代表的第二代厌氧生物反应器满足了上述两个条件，取得了高效稳定的性能。由于在高负荷下，UASB反应器容易出现短流，经过人们改进，开发了以厌氧颗粒污泥床(EGSB)和厌氧内循环反应器(IC)为代表的第三代厌氧生物反应器。但第三代厌氧生物反应器也有其固有的缺陷。例如，EGSB反应器需要液体回流，不仅增加了动力能耗，而且使反应器呈全混合，处理效能及出水水质难以进一步提高。IC反应器在实现内循环前，易出现短流，运行控制比较困难；加上水力停留时间相对较短和高径比较大，出水中含细小颗粒污泥(形成大颗粒污泥的前体)较多，使后续沉淀单元成为必要设备。

针对第三代厌氧生物反应器的上述缺陷，本发明试图通过设置挡板将反应区和沉淀区隔开，限制其相互影响，强化反应器的处理效能和沉降性能；同时通过循环管的作用，使污泥回流，回收一部分碱度和营养物质，补充厌氧发酵产酸段产生的碱度和消耗的营养物质，调节碱度平衡和营养平衡。试验证明，据此开发的双通道厌氧生物反应器具有很好的厌氧处理效能，并具有很高的运行稳定性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种双通道自循环厌氧生物反应器。

双通道自循环厌氧生物反应器具有反应器本体、支架，反应器本体由挡板分隔成反应系统和污泥沉淀系统左右两个腔室，左右两腔室由循环管连通，在反应系统内下部为升流式反应室、上部为污泥沉淀区，升流式反应室自下而上的侧壁上设有进水管和多个取样口，污泥沉淀区自下而上的侧壁上设有设有排泥管和取样口，污泥沉淀系统内自上而下设有沉淀室、循环管、回流室，循环管上端与污泥沉淀区相连，循环管下端与回流室顶部相连，回流室下端经回流渐缩管与升流式反应室相连，沉淀室上部内侧壁上设有溢流堰，出水管与溢流堰相连。

所述的升流式反应室横截面积S₁与回流室横截面积S₂之比为2～4:1，回流渐缩管与基准铅垂面的夹角β成55°～65°，回流渐缩管最窄处为20～30mm。污泥沉淀区横截面积S₃与沉淀区横截面积S₄之比为2～4:1，污泥沉淀区与循环管横截面积之比为3～7:1，沉淀区与循环管横截面积之比为2～4:1。沉淀室与升流式反应室体积之比为1～3:1；污泥沉淀区与回流室体积之比为1～2:1。外圆渐扩管与基准水平面的夹角α成50°～70°，污泥沉淀回流缝为10～20mm。

本发明与现有技术相具有的有益效果：1)反应室与沉淀室分隔，反应室的流态对沉淀室的工况影响较小。污水旁流至沉淀区，不受升流式反应室上逸沼气的直接干扰，沉淀区处于相对静止状态，可实现泥、水的有效分离；回流室则继续强化污泥沉淀；2)反应室和沉淀室以循环管沟通，使得泥、水、气在左右两腔室的沉淀室经过两级分离，充分实现污泥循环，并强化基质传递；3)回流室和升流式反应室通过回流渐缩管连通，通过循环管的泥水返回到反应室，实现了碱度和营养物质自平衡；4)构造简单，两主要内构件挡板和循环管除了起到分隔和连通的作用外，还达到了良好的泥、水、气三相分离效果；5)采用较大的反应器高径比，使其流态趋向平推流；6)该反应器具有很好的厌氧生物处理性能，能承受高进水有机物浓度，具有高容积转化效率和高容积产气效率。

附图说明

图1是一种双通道自循环厌氧生物反应器结构示意图，图中：进水管1、升流式反应室2、挡板3、取样口4、排泥管5、污泥沉淀区6、外圆渐扩管7、循环管8、溢流堰9、出水管10、沉淀室11、回流室12、沉淀室污泥回流缝13、回流渐缩管14、沼气收集管15、支架16；

图2是提升进水基质浓度期间反应器的容积负荷率、容积去除率示意图；

图3是缩短水力停留时间期间反应器的容积负荷率、容积去除率示意图。

具体实施方式