[实用新型]一种两相一体式厌氧消化反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及消化反应器，尤其涉及一种两相一体式厌氧消化反应器。

背景技术

随着工业生产的迅猛发展，有机废水的排放量急剧增加，有机废水处理技术引起人们广泛关注。有机废水生物处理有厌氧和好氧法两大类。厌氧生物法具有污泥产率低、能耗少和可回收能源等优点而备受人们青睐。

有机物厌氧消化是一个复杂而有序的生物反应过程，它涉及四大类群微生物的协同代谢。这些微生物无论在生理特性(如对营养物质的要求和对环境条件的敏感性)上，还是在生长动力学特性(如最大比生长速率和饱和常数)上，均有很大差异。其中，发酵菌、产氢产乙酸菌和同型产乙酸菌的共同特点是产生挥发性脂肪酸(VFA)，产甲烷的共同特点是消耗VFA，产生甲烷，因此可将厌氧消化过程分为产酸阶段和产甲烷阶段。目前，常用的有机废水处理装置，如上流式厌氧污泥床(UASB)反应器、膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器等，均采用单相厌氧消化工艺。整个厌氧消化过程被放置在一个容器内并被控制在同一条件下运行，各种厌氧消化菌互相干扰，反应器效能及其稳定性受到限制。

针对单相厌氧消化技术的缺陷，采用相分离技术和流态化技术，把产酸和产甲烷作用分置于直筒体和锥体中进行，并把锥体置于直筒体上部，将其耦合为一体式两相厌氧消化器。获得了物理分离、各自优化、效率提高、性能改善的综合效果，具有结构紧凑，拆卸方便，容积负荷高，处理效率高，耐负荷冲击能力强等优点。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种两相一体式厌氧消化反应器。

两相一体式厌氧消化反应器中的反应器本体由下至上包括布水区I、产酸区II、产甲烷区III和三相分离区IV；布水区I设有清空口、进料管、升流柱盘式布水器、倒锥体下短圆筒、回流管和底板，下短圆筒从下到上设有清空口、回流管、进料管、升流柱盘式布水器，下短圆筒下端设有底板，进料管末端设有倒锥体，产酸区II包括直筒体、产酸反应室、第一集气室、第一排气管和回流管，直筒体内下部设有产酸反应室，上部设有第一集气室，在第一集气室的直筒体上设有第一排气管，在产酸反应室的直筒体上设有若干回流管，产甲烷区III包括旋流消能装置、旋流进液窗、锥形筒体、产甲烷反应室和回流管，锥形筒体下部伸入直筒体，与直筒体上端连接，锥形筒体内设有产甲烷反应室，锥形筒体下端依次设有旋流进液窗和旋流消能装置，锥形筒体设有若干回流管，三相分离区IV包括沉淀区、双倒喇叭口三相分离器、盖板、第二排气管、第二集气室、上短圆筒、锯齿型溢流堰、排水管以及回流管，双倒喇叭口三相分离器上部为直管，直管下端设有双倒喇叭口，直管上设有气压平衡孔，上短圆筒内由下至上设有沉淀区、第二集气室，沉淀区与第二集气室之间设有锯齿型溢流堰，排水管与锯齿型溢流堰连接，回流管与沉淀区连接。

所述的升流柱盘式布水器设置在布水区和产酸区之间，由穿孔板和分布柱组成，分布柱上穿有小孔。所述的第一集气室与产酸反应室的体积比为1∶5～10。所述的直筒体高径比4～10∶1。所述的锥形筒体9锥角β为15°～30°。所述的双倒喇叭口11间隙h≥20mm，且h与倒喇叭口底端直径大小d之比为1∶2.5～6。所述的双倒喇叭口11底端直径大小d与上短圆筒直径大小D之比为0.65～0.75。

本实用新型的有益效果是：1)反应器采用两相消化技术，厌氧消化菌在两个独立的空间内进行各自的反应，相互干扰小。2)反应器结构紧凑，各区之间采用法兰连接，便于安装维护；3)布水区设置升流柱盘式分布器，既能使气液分布均匀，有效避免流体短流，又能起到支撑反应器载体的作用；4)产酸区和产甲烷区分别设置第一集气室和第二集气室，使反应器各段产气分别收集，可有效降低氢分压对菌种的影响；5)产甲烷区底部设置旋流消能器和旋流进液窗，有效避免了两区间的菌体交流，并使产酸区降解后的基质和产气旋流进入产甲烷区，消弱对产甲烷菌的冲击力；6)采用双喇叭口三相分离器，可使颗粒污泥沉降方向与水流方向相同，促进颗粒污泥沉降回流，强化泥水分离效果；7)分离区设置锯齿形溢流堰可整流沉淀区流态，增强沉淀效果；8)反应器设置回流管，可根据实际需要进行回流，回收碱度。9)反应器耐冲击负荷能力强、容积有机负荷高和容积产气率大(本实用新型反应器经运试，其容积负荷能高达90g·COD/m³·d以上，容积转化率能高达96％以上，容积产气率能高达50m³/m³·d以上)。

附图说明

附图是本实用新型一体式两相厌氧消化反应器结构示意图；