[发明专利]一种三相分离完全混合式厌氧反应器

说明书

本发明公开了一种三相分离完全混合式厌氧反应器，包括罐体、立式搅拌器、排浮渣管、沼气管、进料管和排沉渣管，罐体的上部环设有三相分离组件，三相分离组件包括第一折流板和第二折流板，第一折流板的上部与第二折流板之间设有入流区，第一折流板的下部与罐体内壁之间设有沉淀区，沉淀区的底部安装有排泥管，第一折流板的下方设有挡流板，第一折流板的底端与挡流板之间设有第一回流缝；第二折流板的顶端位于液面上方，第二折流板与罐体内壁之设有升流区，第二折流板的底端与罐体内壁之间设有第二回流缝，升流区内安装有集水板，集水板与罐体之间设有集水区，集水区内设有排水管。本发明可以有效实现污泥、沼液和沼气的连续有效分离。

技术领域

本发明涉及厌氧消化制备沼气工程技术领域，具体来说，涉及一种三相分离完全混合式厌氧反应器。

背景技术

2016年经国家农业部、住建部的估算，全国每年产生畜禽粪污38亿吨，综合利用率不到60%；城市污泥产生量达到约3500万吨，处置率在50%~70%；厨余垃圾产生量为54.8万吨/天；餐饮垃圾产生量约为27.3万吨/天。随着社会经济的快速发展，城市化进程的日益加快，我国养殖业以及加工业的规模日渐增长，餐厨垃圾、厨余垃圾、剩余污泥、食品加工废弃物等也随着城镇化率提高、全国城镇人口呈逐年递增趋势。这些富含生物质的垃圾由于在自然堆放及人工转运的过程中极易降解腐败、孳生蚊蝇和释放出各种气体和液体污染物，已成为城市垃圾中转站、压缩站以及垃圾填埋场污染的重要原因，也是当前城市及周边环境受到污染的重要源头。餐厨垃圾、剩余污泥、畜禽粪便、食品加工废弃物等有机固体废弃物通常具有较高的可生化降解性，含水率较高，有机物含量高。目前，有机固体废弃物的处理方法主要有厌氧消化、好氧堆肥、直接烘干作饲料和微生物处理技术，由于其中蕴含着大量的生物质能,有效利用这类生物质能源,对实现环境和经济的可持续发展具有重要意义，近年来厌氧消化工艺在该领域的应用越来越广泛，厌氧消化具有无害化程度较高，克服了“同源性”的影响，产品为沼气的可利用程度高等优点。

现有厌氧消化技术中主要有CSTR、UBF、UASB、EGSB、IC等。

UBF复合型厌氧反应器，其中部为生物挂膜污泥床区、下部为布水流化区，厌氧微生物以生物膜形式附着在砂和软性填料表面，具有占地面积小、适用于较高浓度的污水处理等特点。但填料极易污堵，影响反应器内水力流态，造成局部酸化。

UASB、EGSB、IC均采用了结构型式复杂的布配水系统、循环回流系统和三相分离系统，具有处理效率高、运行负荷高等优点，但应用于固形物及油脂含量高的废水处理时，配水系统及三相分离器易堵塞，对于水质和负荷的变化比较敏感。

目前，在工业生产中，通常采用CSTR反应器（Continuous Stirred Tank Reactor，即连续搅拌反应器系统，或称全混合厌氧反应器）处理高含固的有机废弃物浆料。CSTR反应器是在一个密闭罐体内完成料液的发酵、沼气产生的过程。反应器内安装有搅拌装置，使发酵原料和微生物处于完全混合状态。投料方式采用恒温连续投料或半连续投料运行。新进入的原料由于搅拌作用很快与反应器内的全部发酵液菌种混合，使发酵底物浓度始终保持相对较低状态。但传统的CSTR反应器结构简单，排浮渣、排沉渣困难，在反应器内无法实现连续固液分离，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）无法得到有效分离，存在反应器内的污泥浓度低、反应器消化效率和处理负荷低等问题。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种三相分离完全混合式厌氧反应器，能够解决上述问题。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：