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        污水污泥厭氧水解反應器

        發布時間:2019-12-17 11:59:44  中國污水處理工程網

          申請日2019.09.11

          公開(公告)日2019.12.06

          IPC分類號C02F3/28; C02F11/04

          摘要

          本發明提供一種污水污泥厭氧水解反應器,包括有池體,池體內沿污水進水方向依次設有進水區、填料區、泥水分離區,進水區設有進水口及污泥進口,填料區內設有多個填料層且填料層與污水進水方向垂直的截面呈連續褶皺形,泥水分離區內設有泥水分離器、集泥段、出水段,泥水分離器分別與集泥段、出水段相通,出水段還設有出水口,集泥段還設有污泥出口,污泥出口經管路與污泥進口相連通。本發明提供的一種污水污泥厭氧水解反應器,不僅可以用于生活及工業污水的厭氧水解發酵,提高污水的生物可降解性,還可以用于流動性較好的生化污泥的厭氧水解發酵,提高污泥的減量率,或者對污水和污泥協同厭氧水解發酵。

          權利要求書

          1.一種污水污泥厭氧水解反應器,其特征在于,包括有池體(1),所述池體(1)內沿污水進水方向依次設有進水區(2)、填料區(3)、泥水分離區(4),所述進水區(2)設有進水口(21)及污泥進口(22),所述填料區(3)內設有多個填料層(31)且所述填料層(31)與污水進水方向垂直的截面呈連續褶皺形,所述泥水分離區(4)內設有泥水分離器(41)、集泥段(42)、出水段(43),所述泥水分離器(41)分別與集泥段(42)、出水段(43)相通,所述出水段(43)還設有出水口(431),所述集泥段(42)還設有污泥出口(421),所述污泥出口(421)經管路與污泥進口(22)相連通。

          2.根據權利要求1所述的一種污水污泥厭氧水解反應器,其特征在于,所述進水區(2)內設有至少一根進水支管(23),所述進水支管(23)分別與進水口(21)、污泥進口(22)相連通,所述進水支管(23)上設有至少一根分配管(24),用于分別將污水通過進水口(21)、污泥通過污泥進口(22)由進水支管(23)混合后輸入進水區(2)內,并經分配管(24)輸入填料區(3)。

          3.根據權利要求1所述的一種污水污泥厭氧水解反應器,其特征在于,所述填料層(31)之間平行且相鄰所述填料層(31)之間設有間隙;所述填料層(31)的表面設有生物膜。

          4.根據權利要求1所述的一種污水污泥厭氧水解反應器,其特征在于,所述連續褶皺形包括以下條件中的任一項或多項:

          A1)所述連續褶皺形中單一褶皺形選自波形、槽形或鋸齒形中的一種;

          A2)所述連續褶皺形中單一褶皺形的高度(H)為1~10mm;

          A3)所述連續褶皺形中相鄰褶皺形頂點之間的直線距離(L)為2~20mm。

          5.根據權利要求1所述的一種污水污泥厭氧水解反應器,其特征在于,所述泥水分離器(41)包括多個傾斜的泥水分離層(411),所述泥水分離層(411)之間平行且相鄰所述泥水分離層(411)之間設有間隙。

          6.根據權利要求5所述的一種污水污泥厭氧水解反應器,其特征在于,所述泥水分離層(411)的水平傾角為40~70°,且自近出水口(431)側向近污泥出口(421)側下傾;相鄰所述泥水分離層(411)之間的垂直距離(E)為20~100mm。

          7.根據權利要求1所述的一種污水污泥厭氧水解反應器,其特征在于,還包括以下條件中的任一項或多項:

          B1)所述泥水分離器(41)的頂端高于所述泥水分離區(4)進水口的底端,且所述泥水分離器(41)的頂端高于所述出水口(431);

          B2)所述集泥段(42)底部設有污泥排放口(422);

          B3)所述污泥出口(421)與污泥進口(22)之間的管路上還設有污泥回流泵(5);

          B4)所述出水段(43)的底部傾斜且與所述泥水分離器(41)的底部位于同一傾斜面上,所述出水段(43)的底部高于泥水分離器(41)的底部,所述泥水分離器(41)的底部高于集泥段(42)的底部。

          8.根據權利要求1-7任一所述的一種污水污泥厭氧水解反應器的使用方法,包括以下步驟:

          1)分別將污水由進水口、污泥由污泥進口經進水支管混合后流入池體的進水區,再經分配管流入填料區內多個填料層中對污水中的污染物進行處理;

          2)處理后的水與污泥的混合物流入泥水分離區進行分離,所述水經出水口排出,所述污泥在集泥段中經沉淀落入集泥段底部和/或在出水段中經沉淀通過泥水分離器內多個泥水分離層后落入集泥段底部,再由污泥出口經污泥進口回流進水區。

          9.根據權利要求8所述的一種污水污泥厭氧水解反應器的使用方法,其特征在于,步驟1)包括以下條件中的任一項或多項:

          C1)所述進水口的管徑為50-1000mm,所述進水口的水流速度為1-3m/s;

          C2)所述進水支管的管徑為50-300mm,所述進水支管的數量為1-20根,所述進水支管的水流速度為1-3m/s;

          C3)所述分配管的管徑為20-100mm,所述分配管的數量為4-100根,所述分配管的水流速度為1-3m/s;

          C4)所述池體的表面流速為1~5m/h。

          10.根據權利要求8所述的一種污水污泥厭氧水解反應器的使用方法,其特征在于,步驟2)包括以下條件中的任一項或多項:

          D1)所述泥水分離器的表面流速為1~10m/h;

          D2)所述出水口的管徑為50-1000mm,所述出水口的水流速度為0.5-2.5m/s;

          D3)所述污泥通過污泥回流泵的驅動由污泥出口經污泥進口回流進水區;所述污泥回流泵的流量為10~1000m3/h。

          說明書

          一種污水污泥厭氧水解反應器

          技術領域

          本發明屬于環保污水處理技術領域,涉及一種污水污泥厭氧水解反應器。

          背景技術

          在生活污水和工業廢水處理過程中,一般離不開生化處理,有兩大類生化處理的方式,一種是好氧生化處理,另外一種是厭氧生化處理,好氧生化處理是在好氧生化反應器內培養好氧微生物,好氧微生物利用小分子易降解的污染物分子生長,從而將污染物降解,但對大分子不易生化降解的污染物分子,好氧生化的作用較差,而厭氧生化處理是在厭氧反應器內生長厭氧微生物,厭氧微生物在利用小分子物質生長的同時由于微生物胞外酶的作用將大分子物質催化水解成小分子物質,例如淀粉酶可催化水解淀粉物質,蛋白酶可催化水解蛋白物質,纖維素酶可催化水解纖維素,經水解后大分子物質轉化成小分子物質,從而可被進一步厭氧降解或好氧降解,所以厭氧水解反應器除了可自身降解污染物之外,還可提高難降解物質的生化降解性,將難降解物質轉化成易降解物質。

          常用的厭氧水解反應器有三類。第一類是機械混合型,在反應器內設攪拌器,這種反應器的厭氧微生物不易富集,易被出水帶走,水解作用效果不好,往往需在反應器之后設沉淀池,將沉淀的污泥回流,但傳統的平流沉淀池或輻流沉淀池分離效率低面積較大,斜板或斜管沉淀池雖然分離效率高但集泥區位于斜板或斜管下方,很難對底部集泥進行清理;第二類是上流式厭氧污泥床(UASB),由反應器底部進水,在上向水流的作用下厭氧微生物形成污泥層,在反應器上部設水、氣、固三相分離器,通過三相分離器后污泥返回反應器內,從而使微生物富集,微生物的量大,厭氧作用效果好,但如果只將厭氧反應停留在水解酸化階段,不到產甲烷產氣階段,則UASB的污泥懸浮作用較差;第三類是厭氧填料反應器,即在厭氧反應器內增加填料,微生物在填料表面生長富集,不會隨出水被帶出,也不會因不產氣而懸浮不起來,但這種反應器的填料選擇很關鍵,既要能有較強的微生物富集作用,又要防止填料被生物膜堵塞,一旦堵塞則在堵塞部位不能透水影響生化效果,維修起來非常麻煩。

          發明內容

          鑒于以上所述現有技術的缺點,本發明的目的在于提供一種污水污泥厭氧水解反應器,具體來說是一種厭氧填料水解反應器結合新型斜板或斜管沉淀泥水分離器,采用一種新型的具有連續褶皺形截面的填料層,既有較大的比表面積對微生物有較強的富集作用,又可有效防止生物膜的堵塞,新型斜板或斜管泥水分離器的集泥區位于斜板或斜管的側面,便于排泥或清理。

          為實現上述目的及其他相關目的,本發明提供一種污水污泥厭氧水解反應器,包括有池體,所述池體內沿污水進水方向依次設有進水區、填料區、泥水分離區,所述進水區設有進水口及污泥進口,所述填料區內設有多個填料層且所述填料層與污水進水方向垂直的截面呈連續褶皺形,所述泥水分離區內設有泥水分離器、集泥段、出水段,所述泥水分離器分別與集泥段、出水段相通,所述出水段還設有出水口,所述集泥段還設有污泥出口,所述污泥出口經管路與污泥進口相連通。

          優選地,所述進水區、填料區沿污水進水方向由下至上依次設置。

          優選地,所述進水區內設有至少一根進水支管,所述進水支管分別與進水口、污泥進口相連通,所述進水支管上設有至少一根分配管,用于分別將污水通過進水口、污泥通過污泥進口由進水支管混合后輸入進水區內,并經分配管輸入填料區。

          更優選地,多根所述進水支管之間平行,相鄰所述進水支管之間的距離相等。

          更優選地,同一所述進水支管上的分配管之間平行,同一所述進水支管上的相鄰分配管之間的距離相等。

          優選地,所述填料層之間平行且相鄰所述填料層之間設有間隙。

          優選地,多個所述填料層兩端對齊。

          優選地,所述填料層中填料材質選自聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、玻璃鋼、不銹鋼中的一種或多種組合。

          優選地,所述填料層的單位體積表面積(比表面積)為50~200m2/m3。

          優選地,所述填料層的表面設有生物膜。

          更優選地,所述生物膜為厭氧生物膜。

          優選地,所述連續褶皺形中單一褶皺形選自波形、槽形或鋸齒形中的一種。

          更優選地,所述連續褶皺形中單一褶皺形的高度為1~10mm。

          進一步優選地,當所述連續褶皺形中單一褶皺形分別為波形、槽形或鋸齒形時,所述波形的波高、槽形的槽高、鋸齒形的齒高均為1~10mm。

          更優選地,所述連續褶皺形中相鄰褶皺形頂點之間的直線距離為2~20mm。

          進一步優選地,當所述連續褶皺形中單一褶皺形分別為波形、槽形或鋸齒形時,相鄰波形之間的波距、相鄰槽形之間的槽距、相鄰鋸齒形之間的齒距均為2~20mm。

          優選地,相鄰所述填料層之間的直線距離為20~200mm。

          更優選地,當所述填料層的連續褶皺形截面中,褶皺形分別為波形、槽形或鋸齒形時,相鄰所述填料層中對應波紋、槽形或鋸齒形之間的直線距離均為20~200mm。

          優選地,所述泥水分離器包括多個傾斜的泥水分離層,所述泥水分離層之間平行且相鄰所述泥水分離層之間設有間隙。

          更優選地,多個所述泥水分離層兩端對齊。

          更優選地,所述泥水分離層為斜板或斜管。

          進一步優選地,所述斜管的垂直截面形狀為四邊形或六邊形。

          更優選地,所述泥水分離層的材質選自聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、玻璃鋼、不銹鋼中的一種或多種組合。

          更優選地,所述泥水分離層的水平傾角為40~70°,且自近出水口側向近污泥出口側下傾。

          更優選地,相鄰所述泥水分離層的垂直距離為20~100mm。

          優選地,所述泥水分離器的頂端高于所述泥水分離區進水口的底端,且所述泥水分離器的頂端高于所述出水口。

          更優選地,所述泥水分離器的頂端比所述泥水分離區進水口的底端高300-500mm。

          優選地,所述集泥段設于所述泥水分離器的一側。

          優選地,所述集泥段底部設有污泥排放口。

          優選地,所述污泥出口與污泥進口之間的管路上還設有污泥回流泵。

          優選地,所述出水段的底部傾斜且與所述泥水分離器的底部位于同一傾斜面上,所述出水段的底部高于泥水分離器的底部,所述泥水分離器的底部高于集泥段的底部。

          本發明進一步提供一種污水污泥厭氧水解反應器的使用方法,包括以下步驟:

          1)分別將污水由進水口、污泥由污泥進口經進水支管混合后流入池體的進水區,再經分配管流入填料區內多個填料層中對污水中的污染物進行處理;

          2)處理后的水與污泥的混合物流入泥水分離區進行分離,所述水經出水口排出,所述污泥在集泥段中經沉淀落入集泥段底部和/或在出水段中經沉淀通過泥水分離器內多個泥水分離層后落入集泥段底部,再由污泥出口經污泥進口回流進水區。

          優選地,步驟1)中,所述進水口的管徑為50-1000mm,所述進水口的水流速度為1-3m/s。

          更優選地,所述進水口的管徑為200-500mm,所述進水口的水流速度為1.5~3m/s。

          優選地,步驟1)中,所述進水支管的管徑為50-300mm,所述進水支管的數量為1-20根,所述進水支管的水流速度為1-3m/s。

          更優選地,所述進水支管的管徑為50-200mm,所述進水支管的數量為2-10根,所述進水支管的水流速度為2~3m/s。

          優選地,步驟1)中,所述分配管的管徑為20-100mm,所述分配管的數量為4-100根,所述分配管的水流速度為1-3m/s。

          更優選地,所述分配管的管徑為20-50mm,所述分配管的數量為4-50根,所述分配管的水流速度為2~3m/s。

          優選地,步驟1)中,所述池體的表面流速為1~5m/h。

          優選地,步驟2)中,所述泥水分離器的表面流速為1~10m/h。

          優選地,步驟2)中,所述出水口的管徑為50-1000mm,所述出水口的水流速度為0.5-2.5m/s。

          更優選地,所述出水口的管徑為50-500mm,所述出水口的水流速度為0.5~1.5m/s。

          優選地,步驟2)中,所述污泥通過污泥回流泵的驅動由污泥出口經污泥進口回流進水區。

          更優選地,所述污泥回流泵的流量為10~1000m3/h。

          如上所述,本發明提供的一種污水污泥厭氧水解反應器,不僅可以用于生活及工業污水的厭氧水解發酵,提高污水的生物可降解性,還可以用于流動性較好的生化污泥的厭氧水解發酵,提高污泥的減量率,或者對污水和污泥協同厭氧水解發酵,其采用一種新型的皺狀填料層,具有較大的比表面積對微生物有較強的富集作用,其采用一種新型泥水分離器除了采用高效的斜板或斜管沉淀方式之外,集泥區設于斜板或斜管一側而不是設于下方便于污泥的排出和污泥清理,加速污泥的沉淀分離。(發明人李建;陳文;李振芳)

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