高负荷体外自循环厌氧颗粒污泥悬浮床反应器

摘要

本发明公开一种高负荷体外自循环厌氧颗粒污泥悬浮床反应器，包括一个主反应室，主反应室内的一端设置有三相分离器，三相分离器连接气体提升管，气体提升管连接气液分离器，气液分离器设置在主反应室外，气液分离器设置有生物气出口，主反应室外的另一端相连接有布水装置，与布水装置连接有射流器，射流器与水泵相连，射流器上还连接有回流管。由于本发明的回流管处于反应器外部，便于拆卸更换，当停止运行时液体可排净，避免污泥堵塞循环管路；射流器使回流水与原废水迅速混合，有效增加生物与污染物接触面积，实现废水中污染物从液相到颗粒污泥的最佳传质作用，具备极高的生物净化效率。

说明书

技术领域

本发明属环境工程，水污染控制技术领域，特别涉及一种实现造纸工业废水的回用与零排放，工业废水回用与闭循环的高负荷体外自循环厌氧颗粒污泥悬浮床反应器。

背景技术

废水的厌氧处理技术由于其运行成本低、节约能源、污泥量少而易于处置的优点，在国内外废水处理中正发挥着巨大作用，成为国内外废水处理领域公认的高效、节能、低成本先进技术。

厌氧处理废水的核心技术是厌氧生物反应器。目前UASB反应器已经成为最重要和最受欢迎的厌氧反应器，世界各国(不包括中国)UASB反应器占全部造纸废水厌氧处理设备的75％，它在造纸废水处理中还将继续发挥其重要作用。但是废水厌氧处理技术是一个发展较快的领域，九十年代由荷兰Paques公司开发的专利技术内循环厌氧反应器(简称IC反应器)，成为厌氧新技术的佼佼者。IC反应器的负荷可以相当于UASB的2～3倍，反应器高度约等于UASB的三倍以上，因此占地极少，具有体积小、效率高的突出特点。自1996年用于造纸废水处理以来，国外IC反应器工程比例大大超过了UASB反应器，造纸工业也已成为IC反应器应用最多的领域之一。

实验研究证明，传统的污泥床类的厌氧反应器(例如AF、UASB)，去除COD总量的80％在底部仅约0.5米的地方发生，而厚3-4米的厌氧污泥床的其他地方，厌氧微生物未发挥有效的作用，因此，反应器的负荷(反应器所能承受的最大废水污染物浓度)难以提高。提高负荷的重要途径是提高反应器内的上升流速，通常的方法是提高反应器的高度和采用出水的循环。

内循环反应器(IC反应器)也有明显的缺陷，在操作中容易引起以下问题：(1)管路的堵塞。反应器在负荷较低时(如反应器启动初期，反应器内污泥量少)，内循环内的泥水混合物流动很慢；或者在生产停顿时，污泥在内循环管中停留时间很长，这些污泥是活的微生物，它们在流动的过程中还会产生气体，它们一方面随泥水向下流动，另一方面会有向上漂浮作用，当流速变慢时，污泥会在管中上浮，引起浓度逐渐增大而发生堵塞。(2)无法清理和更换。当污泥堵塞时，在反应器深处的内循环管路很难清理，同时更换困难。(3)反应器在低负荷运行效率低，高负荷运行传质效果不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高负荷体外自循环厌氧颗粒污泥悬浮床反应器，其体积小，占地面积少，效率高。

本发明的技术方案是这样实现的：包括一个主反应室，主反应室内的一端设置有三相分离器，三相分离器连接气体提升管，气体提升管连接气液分离器，气液分离器设置在主反应室外，气液分离器设置有生物气出口，主反应室外的另一端相连接有布水装置，与布水装置连接有射流器，射流器与水泵相连，射流器上还连接有回流管。

所述的射流器的中间管径逐渐收缩，收缩到原来管径的二分之一，由上部垂直连通回流管，回流管伸入射流器的一端方向与废水流向一致。

由于本发明的回流管处于反应器外部，便于拆卸更换，当停止运行时液体可排净，避免污泥堵塞循环管路；射流器使回流水与原废水迅速混合，有效增加生物与污染物接触面积，实现废水中污染物从液相到颗粒污泥的最佳传质作用，具备极高的生物净化效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的射流器的结构示意图。

具体实施方式

附图是本发明的具体实施例；

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

参照图1所示，本发明包括有一主反应室4，主反应室4内的一端设置有三相分离器3，三相分离器3连接气体提升管2，气体提升管2连接气液分离器1，气液分离器1设置在主反应室4外，气液分离器1设置有生物气出口13，主反应室4外的另一端相连接有布水装置6，与布水装置6连接有射流器7，射流器7与水泵9相连，射流器7上还连接有回流管8。

参照图2所示，射流器7的中间管径逐渐收缩，收缩到原来管径的二分之一，由上部垂直连通回流管8，回流管8伸入射流器7的一端方向与废水流向一致。

反应器工作原理：废水通过水泵9作用流入射流器7，在此与来自回流管8的水迅速混合，经反应器底部布水装置6流入主反应室4，主反应室4内的厌氧细菌聚集形成大量颗粒污泥5，在布水装置6作用下，“颗粒污泥”呈悬浮状态构成上流式颗粒污泥悬浮床反应器处理系统。废水在反应器中自下而上流动，污染物被细菌吸附并降解。主反应室4内颗粒污泥5与废水中污染物进行生化反应产生的生物气，经气液固三相分离器3分离后，经过气体提升管2进入气液分离器1，由出口13引出，生物软化处理后的清水自气液固三相分离器分离后由主反应室4上部侧面12流出，在主反应器4外一部分清水经过回流管8，在吸入式射流器7内与原未处理废水混合后，自主反应室4下部布水装置6进入主反应室，完成整个高负荷体外自循环厌氧颗粒污泥悬浮床反应器工作过程。其中，10表示废水进口；11表示通大气口。

循环管路回流水进入方式采用射流吸入方式，有效防止反应器运行时发生污泥堵塞和泥水分离现象，增加了回流速度；回流水与原废水经射流器的迅速混合同时起到对原废水迅速稀释作用，加之反应器内大量悬浮颗粒污泥作用，从而实现反应器高负荷处理性能，并能消除原废水污染物负荷波动对反应器内颗粒污泥产生的不利影响；在保持反应器紧凑，占地面积少，高效外，又适应污水处理封闭循环后水温升高的情况，使反应器能够直接处理水温高于40℃的循环水，而不必采用降温系统。