[发明专利]一种厌氧内循环制氢反应器

说明书

本发明涉及一种厌氧内循环制氢反应器，该厌氧内循环制氢反应器从下到上依次设反应区、污泥回流区、污泥沉淀区、集气室，反应区底部设有第一进水管和第二进水管，反应区一侧设有污泥采样管，反应区中部设有温度探头插入管；污泥回流区设有回流区污泥采样管和三相分离器，三相分离器外嵌套集气室外圆筒，三相分离器和集气室外圆筒之间用连接片连接。增加了污泥内回流区，增长了三相分离器内圆筒，延长了进入反应器底物的流程，有效地避免了传统UASB反应器中短流现象发生；污泥在反应器内部形成一个循环，回流污泥能充分和进水底物混合，增加了传质作用。

技术领域

本发明属于化工设备技术领域，尤其涉及一种厌氧内循环制氢反应器。

背景技术

厌氧颗粒污泥暗发酵制氢是在无光和厌氧的条件下，利用厌氧产氢颗粒污泥中微生物的代谢作用，将废水中有机物转化为氢气，达到污水净化和能源回收双重功效的过程。与传统产甲烷发酵过程相比，厌氧颗粒污泥暗发酵制氢回收气体为氢气，氢气燃烧产物是水，不会造成温室效应或环境污染。与絮状污泥发酵产氢相比，厌氧颗粒污泥暗发酵制氢能维持较高的生物量，具有较高的氢气产率和抗冲击负荷能力。因此对厌氧颗粒污泥暗发酵制氢的研究是很有必要的，对高效厌氧发酵制氢的反应器的研究能促进厌氧颗粒污泥暗发酵制氢的发展，具有重要的意义。

目前已经对厌氧颗粒污泥暗发酵制氢做了大量的研究，上流式厌氧污泥床反应器(UASB)为主要的厌氧颗粒污泥暗发酵制氢反应器。UASB反应器能形成厌氧颗粒污泥，占地面积较小，能保持较高的活性污泥浓度，对负荷的冲击较强的抵抗能力。然而UASB反应器作为生物制氢的反应器也存在一些不足：UASB会出现短流现象，活性污泥和进水不能较好地混合，导致活性污泥不能与进水充分接触，影响氢气产率和污水处理效率。若提高有机负荷以增强搅动，高负荷下产生的剧烈搅拌会导致大量颗粒污泥流失。由于UASB内部液体的流动状态，颗粒污泥形成时间较长，导致厌氧颗粒污泥暗发酵制氢启动时间较长。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的UASB会出现短流现象，导致活性污泥不能与进水充分接触，由于UASB内部液体的流动状态，导致厌氧颗粒污泥暗发酵制氢启动时间较长的问题而提供一种结构简单、安装使用方便、提高工作效率的厌氧内循环制氢反应器。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：该厌氧内循环制氢反应器从下到上依次设反应区、污泥回流区、污泥沉淀区、集气室，反应区底部设有第一进水管和第二进水管，反应区一侧设有污泥采样管，反应区中部设有温度探头插入管；污泥回流区设有回流区污泥采样管和三相分离器，三相分离器外嵌套集气室外圆筒，三相分离器和集气室外圆筒之间用连接片连接；

溢流槽外圆筒的顶部安装有密封盖，集气室外圆筒外侧为污泥沉淀区，污泥沉淀区顶部设有溢流堰，溢流堰外为溢流槽，溢流槽设有反冲洗管，溢流槽底部设有出水管，溢流槽顶部设有副排气管；顶部为集气室，集气室顶部中心设有主排气管。

本发明还可以采用如下技术措施：

所述的第一进水管位于厌氧内循环制氢反应器底部中央，两侧第二进水管所在截面中，第二进水管延长线弦心距与截面半径之比为3:5。

所述的反应区呈圆筒状，高径比为10:1，反应区、污泥回流区和污泥沉淀区的体积之比为4:3:3。

所述的反应区、污泥回流区、三相分离器、集气室和溢流槽的截面之比为1:1.61:0.64:1.44:1.75。

所述的反应区底部渐扩管与水平界面的夹角α为40°～45°，反应区外侧温度探头插入管与水平界面的夹角β为45°～50°。

所述的三相分离器下端的渐扩管与水平界面的夹角δ为55°～60°。