專利名稱：一種處理廢水的兩相兩階段厭氧生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種厭氧反應(yīng)器，特別是涉及一種處理廢水的兩相兩階段厭氧生物反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
厭氧生物處理技術(shù)是有機(jī)廢水處理中的重要技術(shù)之一。而厭氧反應(yīng)器是厭氧生物處理技術(shù)的核心。傳統(tǒng)的厭氧反應(yīng)器包括UASB、厭氧過濾床、厭氧流化床等。目前，這些厭氧反應(yīng)器廣泛應(yīng)用于廢水處理行業(yè)，但常出現(xiàn)能承受有機(jī)負(fù)荷低，不能承受較大的沖擊負(fù)荷，運(yùn)行穩(wěn)定性較差，濾床易堵，污泥易流失，反應(yīng)器體積大，維護(hù)困難等缺點(diǎn)。近年來發(fā)展的IC厭氧反應(yīng)器、EGSB厭氧反應(yīng)器，在UASB上得到了一些突破并解決了一些問題，包括 (I)通過內(nèi)循環(huán)或外循環(huán)以及較高的水力上升流速強(qiáng)化泥水傳質(zhì)而提高了反應(yīng)器的最大有機(jī)負(fù)荷，并減小了占地面積。(2)通過三相分離器的改進(jìn)提高了水力流速，減小了水力停留時(shí)間從而提高了反應(yīng)器的處理效率。但是，這類改進(jìn)型厭氧反應(yīng)器仍存在一些問題，包括
(I)處理含懸浮物、鈣、鎂等廢水時(shí)顆粒污泥易結(jié)垢，導(dǎo)致反應(yīng)器堵塞和處理效率急劇下降， 嚴(yán)重時(shí)需停機(jī)清理后重新添加活性污泥。(2)啟動(dòng)時(shí)形成內(nèi)循環(huán)困難，啟動(dòng)時(shí)間長，且集氣槽下易聚集大量浮泥，堵塞集氣槽，難以維持穩(wěn)定的高效提升。(3)在處理含有毒物質(zhì)的有機(jī)廢水時(shí)，傳統(tǒng)的單相厭氧反應(yīng)器中產(chǎn)甲烷菌群直接接觸有毒物質(zhì)，其增殖速率常常低于衰亡速率，導(dǎo)致厭氧處理過程不能保持長期的高效。(4)目前三相分離器在較高流速下不能有效實(shí)現(xiàn)三相分離，厭氧反應(yīng)器易出現(xiàn)污泥嚴(yán)重流失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適宜厭氧生物菌群生長，提高反應(yīng)器內(nèi)污泥的活性，強(qiáng)化了污泥與廢水間的傳質(zhì)的廢水處理的兩相兩階段厭氧生物反應(yīng)器。本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種處理廢水的兩相兩階段厭氧生物反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器包括反應(yīng)器本體、循環(huán)水罐和加堿裝置；所述反應(yīng)器本體為空心筒體結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器本體底部設(shè)有布水器，頂部設(shè)有氣液分離器，反應(yīng)器本體內(nèi)從下到上依次設(shè)有生物相分離器、一級(jí)三相分離器、二級(jí)三相分離器，所述反應(yīng)器本體的下部設(shè)有密封的酸化反應(yīng)室(優(yōu)選地，酸化反應(yīng)室的高徑比為I : I或小于I : I)，所述生物相分離器設(shè)于酸化反應(yīng)室內(nèi)的頂部；酸化反應(yīng)室上部至一級(jí)三相分離器之間形成產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)，一級(jí)三相分離器與二級(jí)三相分離器之間形成產(chǎn)甲烷精處理區(qū)；產(chǎn)甲烷區(qū)由產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)和產(chǎn)甲烷精處理區(qū)組成(優(yōu)選地，產(chǎn)甲烷區(qū)的高徑比大于等于2)。所述生物相分離器上部設(shè)有導(dǎo)氣管，該導(dǎo)氣管與一級(jí)三相分離器的集氣槽連通，生物相分離器與產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)由導(dǎo)流管單向連通；所述集氣槽通過內(nèi)循環(huán)提升管與氣液分離器連通；所述氣液分離器的內(nèi)循環(huán)回流管的下端通入產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)的底部；反應(yīng)器本體頂部的出水通過排水管排入循環(huán)水罐；循環(huán)水罐底部通過外循環(huán)回流管與布水器連通，循環(huán)水罐頂部設(shè)有出水管；所述加堿裝置連接加堿管，該加堿管通入產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)底部；所述反應(yīng)器本體底部設(shè)有排泥管和底部進(jìn)液支管。所述反應(yīng)器本體的底部為漏斗型錐形筒體，所述布水器包括進(jìn)液主干管、與進(jìn)液主干管連通的兩個(gè)布水排管，所述布水排管包括豎直的側(cè)部進(jìn)液支管及設(shè)于側(cè)部進(jìn)液支管不同高度上的至少兩個(gè)水平的布水管，所述兩個(gè)布水排管設(shè)在反應(yīng)器本體的漏斗型錐形筒體的兩側(cè)，且其出水口伸入該筒體內(nèi)，兩個(gè)布水排管的出水方向?yàn)橥粫r(shí)針方向。優(yōu)選地， 所述兩個(gè)布水排管及筒體中軸線位于同一豎直平面內(nèi)，且兩個(gè)布水排管的出水口相對(duì)于筒體中軸線對(duì)稱，出水口末端設(shè)有同一時(shí)針方向的沿圓周截面切線的彎頭，從而使得兩個(gè)布水排管的出水方向?yàn)橥粫r(shí)針方向。所述兩個(gè)布水排管也可不在同一豎直平面內(nèi)，兩個(gè)布水排管的出水口方向相反且分列在筒體中軸線的兩側(cè)。在運(yùn)行時(shí)底部進(jìn)液支管可連續(xù)或間斷進(jìn)入廢水，可在需要補(bǔ)充污泥時(shí)作為排泥管作為進(jìn)泥管進(jìn)泥。廢水通過進(jìn)液主干管分別由兩根進(jìn)液支管再由布水管水平進(jìn)入布水區(qū)， 在水平方向上形成旋流攪拌，垂直方向上形成推流流態(tài)，利用水力攪拌實(shí)現(xiàn)泥水的充分混合，并有效避免短流。但當(dāng)反應(yīng)器直徑較大時(shí)，旋流中心會(huì)攪拌強(qiáng)度不足，因此在正常運(yùn)行時(shí)底部進(jìn)液支管也連續(xù)進(jìn)水，以促進(jìn)旋流中心的泥水混合。當(dāng)長期處理含鈣或惰性懸浮物質(zhì)較多的廢水時(shí)，污泥容易結(jié)垢，導(dǎo)致活性下降，需要排泥時(shí)，停止底部進(jìn)液支管進(jìn)水，在錐形筒體內(nèi)，因結(jié)垢污泥和惰性物質(zhì)與活性污泥的密度差異形成分層，結(jié)垢污泥和惰性物質(zhì)因密度大而沉于錐形筒體底部，由排泥管排出。當(dāng)需要補(bǔ)充污泥時(shí)，通過底部排泥管進(jìn)入反應(yīng)器，達(dá)到補(bǔ)充活性污泥的作用，從而實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器高效率的連續(xù)運(yùn)行。所述酸化反應(yīng)室的上部為漏斗型封端，所述生物相分離器設(shè)于酸化反應(yīng)室上部的中央，該生物相分離器包括外筒和內(nèi)筒，所述外筒包括外直筒體、與外直筒體底部連接的外錐形筒體及外直筒體的上端連接的漏斗型外筒；所述漏斗型外筒與酸化反應(yīng)室上部漏斗型封端之間形成螺旋進(jìn)液區(qū)，所述漏斗型外筒上設(shè)有與漏斗型外筒相切的進(jìn)液口，所述進(jìn)液旋轉(zhuǎn)方向與布水排管出水旋轉(zhuǎn)的時(shí)針方向相同；所述外錐形筒體與外直筒體連通，且其底部開放，外錐形筒體內(nèi)壁設(shè)有螺旋導(dǎo)流板，形成外螺旋通道，其螺旋方向與上方進(jìn)入液體的旋轉(zhuǎn)方向相同；所述內(nèi)筒包括擴(kuò)張筒和內(nèi)直筒體，所述擴(kuò)張筒設(shè)在外筒內(nèi)中軸線處，且固定于酸化反應(yīng)室上部封端處，擴(kuò)張筒的上端封閉并設(shè)有導(dǎo)流管，擴(kuò)張筒通過導(dǎo)流管上設(shè)有的單向?qū)ㄩy與產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)單向?qū)?，?dǎo)流管出水口末端設(shè)有沿圓周截面切線的彎頭， 導(dǎo)流管出水旋轉(zhuǎn)方向與進(jìn)液旋轉(zhuǎn)的時(shí)針方向相同，擴(kuò)張筒上部直徑小，下部直徑大，擴(kuò)張筒下端開口并與內(nèi)直筒體上部連接形成聯(lián)接通道，擴(kuò)張筒下端外沿設(shè)有擋板，該擋板與內(nèi)直筒體形成同心集氣槽，集氣槽上端設(shè)有與內(nèi)直筒體和外直筒體形成的空腔聯(lián)通的導(dǎo)氣管； 內(nèi)直筒體中部設(shè)有過濾孔，內(nèi)直筒體下部設(shè)有另一螺旋導(dǎo)流板，形成內(nèi)螺旋通道，其螺旋方向與外螺旋通道的螺旋方向相同。泥水混合液由迎著渦旋方向開口的進(jìn)液口進(jìn)入分離器漏斗型外筒與漏斗型內(nèi)筒間的空腔，并流速得到旋轉(zhuǎn)加速，沿漏斗型內(nèi)筒外壁旋轉(zhuǎn)向下至底部設(shè)有上部直徑小下部直徑大的擴(kuò)張筒，污泥和懸浮物因密度大而向下部的內(nèi)直筒體外壁聚集，而水因密度小而向下部的內(nèi)直筒體外壁聚集，氣液經(jīng)由過濾孔進(jìn)入內(nèi)直筒體上升至擴(kuò)張筒頂部由導(dǎo)流管而進(jìn)入產(chǎn)甲烷室；小部分氣體因密度差異向中心聚集由導(dǎo)氣管進(jìn)入產(chǎn)甲烷區(qū)提升管，有效減小了氣體在反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累對(duì)菌群產(chǎn)生抑制的問題。泥水進(jìn)一步由過濾孔分離，液體進(jìn)入內(nèi)直筒體內(nèi)，污泥和懸浮物處于內(nèi)直筒體外繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，有效實(shí)現(xiàn)泥水分離。同時(shí)過濾孔外側(cè)的高的流體流速對(duì)過濾孔進(jìn)行剪切清洗，因此無需反沖洗即可保持孔通暢。所述生物相分離器的螺旋通道的螺旋方向與流體旋轉(zhuǎn)方向相同，以促進(jìn)分離污泥迅速返回至反應(yīng)區(qū)，避免已經(jīng)分離的污泥向上返混，從而實(shí)現(xiàn)高效的將泥水分離。所述一級(jí)三相分離器包括平行交錯(cuò)排列的至少兩層集氣罩、以及集氣槽、污泥收集槽、擋板和污泥回流管，所述集氣罩與集氣槽連通，所述集氣槽與內(nèi)循環(huán)提升管連通，集氣罩的正下方設(shè)有污泥收集槽，污泥收集槽末端連接有污泥回流管，污泥回流管與內(nèi)循環(huán)回流管連通，在集氣罩之間的回流縫隙下部設(shè)有擋板；所述循環(huán)水罐底部的外循環(huán)回流管的一根支管聯(lián)接于布水器的進(jìn)液主干管，另一根支管聯(lián)接于一級(jí)三相分離器下方的內(nèi)循環(huán)回流管上。所述集氣槽的下端開口，開口處分別連接一長擋板和一短擋板，長擋板與短擋板之間留有污泥回流口，且長、短擋板的水平投影能將集氣槽的下端口完全覆蓋。所述二級(jí)三相分離器固定于反應(yīng)器本體的頂部，包括外筒和內(nèi)筒，所述外筒包括外直筒體、與外直筒體底部連接的外錐形筒體及外直筒體的上端連接的漏斗型外筒；所述內(nèi)筒設(shè)在外筒內(nèi)中軸線處，包括擴(kuò)張筒、漏斗型內(nèi)筒及內(nèi)直筒體，所述漏斗型外筒與漏斗型內(nèi)筒之間形成螺旋進(jìn)液區(qū)，所述漏斗型外筒上設(shè)有與漏斗型外筒相切的進(jìn)液口，所述進(jìn)液旋轉(zhuǎn)方向與產(chǎn)甲烷區(qū)底部的導(dǎo)流管出水旋轉(zhuǎn)的時(shí)針方向相同；所述外錐形筒體與外直筒體連通，且其底部開放，外錐形筒體內(nèi)壁設(shè)有螺旋導(dǎo)流板，形成外螺旋通道，其螺旋方向與上方進(jìn)入液體的旋轉(zhuǎn)方向相同；所述擴(kuò)張筒上部直徑小，下部直徑大，且上下開口分別連接漏斗型內(nèi)筒的下端和內(nèi)直筒體上端；內(nèi)直筒體中部設(shè)有過濾孔，內(nèi)直筒體下部設(shè)有螺旋導(dǎo)流板，形成內(nèi)螺旋通道，其螺旋方向與外螺旋通道的螺旋方向相同；所述漏斗型內(nèi)筒上端外延上設(shè)有鋸齒形溢流堰，該溢流堰與反應(yīng)器本體筒體之間形成環(huán)形匯水槽，匯水槽通過排水管與循環(huán)水罐連通。所述二級(jí)三相分離器固定于反應(yīng)器本體的頂部，也可為包括兩層集氣罩和兩層斜板，兩層集氣罩上下交錯(cuò)排列，下層集氣罩的罩頂最高點(diǎn)位于上層集氣罩之間的回流縫的中線下方。在兩層集氣罩之間設(shè)有上層斜板，在下層集氣罩下方設(shè)有下層斜板，兩層斜板的傾斜方向相反。在表面帶有氣泡的污泥在上升至集氣罩內(nèi)時(shí)，上升慣性與水吸負(fù)壓復(fù)合作用形成紊流，促進(jìn)氣泡與污泥的分離，從而集氣罩內(nèi)的浮泥快速有效由污泥收集槽經(jīng)由污泥回流管進(jìn)入內(nèi)循環(huán)回流管返回到產(chǎn)甲烷室的底部，減少污泥進(jìn)入提升管造成堵塞，氣液混合液由一級(jí)提升管進(jìn)入氣液分離器內(nèi)進(jìn)行氣液分離后，液體由內(nèi)循環(huán)回流管返回到產(chǎn)甲烷室底部。本發(fā)明的厭氧反應(yīng)器運(yùn)行方式如下廢水由進(jìn)水泵從厭氧反應(yīng)器的底部經(jīng)進(jìn)液主干管分別由兩根進(jìn)液支管，再由布水管水平切向進(jìn)入錐形筒體內(nèi)，另部分一由進(jìn)液主干管經(jīng)底部進(jìn)液支管從底部垂直向上進(jìn)入錐形筒體內(nèi)，然后螺旋升流進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器的酸化反應(yīng)室，降解后酸化基質(zhì)由進(jìn)液窗切向進(jìn)入生物相分離器，經(jīng)泥水分離后廢水和沼氣由內(nèi)直筒體上小孔徑的過濾孔進(jìn)入內(nèi)直筒體內(nèi)上升至擴(kuò)張筒頂部，液體由導(dǎo)流管進(jìn)入產(chǎn)甲烷室， 使得COD得到進(jìn)一步降解，大部分氣液混合液由擴(kuò)張筒頂部中軸處的導(dǎo)氣管進(jìn)入產(chǎn)甲烷區(qū)提升管，提升至氣液分離器后，氣體排放，液體由內(nèi)循環(huán)回流管返回到產(chǎn)甲烷室底部。分離的污泥和懸浮物經(jīng)由生物相分離器的內(nèi)直筒體、外錐形筒以及外螺旋導(dǎo)流板形成的螺旋通道返回到酸化反應(yīng)室，懸浮污染物再次由水解酸化菌進(jìn)行水解酸化降解成酸化基質(zhì)。產(chǎn)甲烷室內(nèi)泥水氣混合液上升至一級(jí)三相分離器，泥水氣混合液在集氣罩碰撞作用與污泥收集槽的水吸作用下實(shí)現(xiàn)氣和泥的分離，氣液混合液由集氣罩收集后由提升管提升至氣液分離器，沼氣分離排放或利用，廢水由回流管回流到產(chǎn)甲烷室底部。產(chǎn)甲烷室的大部分污泥返回下降，廢水和少量污泥上升至產(chǎn)甲烷室頂部，一部分通過產(chǎn)甲烷室頂部的二級(jí)提升管進(jìn)入氣液分離器，分離后的泥水混合物由回流管回流到產(chǎn)甲烷室底部，剩余大部分泥水混合液由進(jìn)液窗切向進(jìn)入二級(jí)三相分離器如同生物相分離器分離原理一樣將分離的氣水混合物經(jīng)擴(kuò)張筒上升至沉淀區(qū)，再由鋸齒形溢流堰整流后進(jìn)入排水管，從循環(huán)水罐中部進(jìn)入循環(huán)水罐，一部分從循環(huán)水罐底部由經(jīng)外循環(huán)回流管進(jìn)入進(jìn)液主干管，再次進(jìn)入酸化反應(yīng)室 ’另一部分由循環(huán)水罐上部排出進(jìn)入下一處理單元。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果(I)通過在反應(yīng)器本體中安裝生物相分離器將產(chǎn)酸污泥和產(chǎn)甲烷污泥進(jìn)行有效的分離，避免廢水中毒性物質(zhì)直接接觸產(chǎn)甲烷微生物，并在生物相分離器上部、產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)下部設(shè)置加堿管，向產(chǎn)甲烷室投加堿，分別為產(chǎn)酸室的產(chǎn)酸微生物和產(chǎn)甲烷室里的微生物創(chuàng)造適宜的PH環(huán)境，提高各種厭氧微生物的活性。另外，三相分離器設(shè)有生物器導(dǎo)氣管可將產(chǎn)酸反應(yīng)室產(chǎn)生的硫化氫、氫氣等氣體收集直接排入內(nèi)循環(huán)提升管，增加內(nèi)循環(huán)提升力的同時(shí)避免過高的氫分壓和毒性物質(zhì)濃度阻礙揮發(fā)性有機(jī)酸(VFA)和醇類等中間產(chǎn)物的乙酸化過程和甲烷化過程。(2)改進(jìn)的漏斗旋流布水器更易實(shí)現(xiàn)良好的傳質(zhì)效果。布水器的漏斗錐形筒體的不同高度處設(shè)有布水管，由于漏斗錐形筒體下部分的圓形截面小，污泥量少，隨著高度的增加，污泥量的增加，不同高度的污泥水平旋流速度具有差異，污泥床層間發(fā)生相對(duì)位移有效避免溝流和短流的產(chǎn)生。同時(shí)傳統(tǒng)布水器難以在大直徑反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)均勻布水，本發(fā)明所述的布水器利用下層床層運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)上層床層運(yùn)動(dòng)，降低每個(gè)布水點(diǎn)布水均勻性、布水點(diǎn)個(gè)數(shù)以及布水點(diǎn)出水流速的要求，降低了布水點(diǎn)處的水力剪切力，為顆粒污泥的形成與成長創(chuàng)造良好的環(huán)境。另外，布水器底部進(jìn)水可對(duì)大直徑反應(yīng)器的旋流攪拌的大漩渦進(jìn)行適當(dāng)?shù)角?，促進(jìn)大游潤裂解為小游潤，豐富相間運(yùn)動(dòng)，提聞傳質(zhì)效率。另在布水器底部設(shè)有排泥管，可靈活的進(jìn)行結(jié)垢失活污泥進(jìn)行排放和活性污泥的補(bǔ)充，提高反應(yīng)器的運(yùn)行靈活性。(3)生物相分離器中的切向進(jìn)液方式和螺旋污泥回流通道，實(shí)現(xiàn)在較高的泥水混合液流速下高效的泥水分離。生物相分離器上多個(gè)切向進(jìn)液口使得泥水混合液進(jìn)入生物相分離器后高速旋流，因此根據(jù)泥水不同的密度產(chǎn)生不同的離心力進(jìn)行分離，并利用生物相分離器內(nèi)直筒體上的過濾孔進(jìn)一步分離，同時(shí)旋流液體對(duì)過濾孔產(chǎn)生水力剪切，對(duì)過濾孔進(jìn)行清洗，避免了過濾孔的堵塞，可長期穩(wěn)定的進(jìn)行泥水分離。生物相分離器下部分的螺旋污泥回流通道根據(jù)旋流方向設(shè)計(jì)，有利于分離污泥的回流，同時(shí)有效避免螺旋污泥回流通道出口的液體逆向進(jìn)入，對(duì)已分離污泥回流造成影響而形成二次返混。(4)本發(fā)明采用改進(jìn)的內(nèi)外復(fù)合循環(huán)結(jié)構(gòu)，厭氧處理后出水均進(jìn)入循環(huán)水罐，一部分由反應(yīng)器底部經(jīng)布水器進(jìn)入產(chǎn)酸室，另一部分由外循環(huán)回流管進(jìn)入內(nèi)循環(huán)回流管最終回流到產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)底部。通過不同比例的循環(huán)為兩大反應(yīng)區(qū)回流不同的營養(yǎng)物質(zhì)和堿度，使得反應(yīng)器具有更強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。另外，本發(fā)明的內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)中的集氣罩的泥水界面處設(shè)有污泥收集槽，污泥收集槽均聯(lián)接污泥回流管，污泥回流管另一端聯(lián)接于集氣罩下方的內(nèi)循環(huán)回流管上。利用外循環(huán)回流管的強(qiáng)制回流在內(nèi)循環(huán)回流管內(nèi)形成負(fù)壓，將集氣罩下方的污泥收集進(jìn)入內(nèi)循環(huán)回流管回流到產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)底部，同時(shí)在集氣罩之間設(shè)置斜擋板，減少污泥進(jìn)入上層集氣罩，從而達(dá)到盡量減少污泥進(jìn)入內(nèi)循環(huán)提升管造成堵塞或內(nèi)循環(huán)提升阻力增大。因此本發(fā)明所述的內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)具有更大內(nèi)循環(huán)提升力，并不易發(fā)生堵塞，使得循環(huán)具有更好的自適應(yīng)性和穩(wěn)定性。(5)本發(fā)明的二級(jí)三相分離器即終端三相分離器采用如生物相分離器的結(jié)構(gòu)，不同之處在于生物相分離器內(nèi)擴(kuò)張筒的頂部不封閉，實(shí)現(xiàn)良好的泥水分離效果?；蛘叨?jí)三相分離器采用改進(jìn)的三相分離器結(jié)構(gòu)，包括兩層集氣罩和兩層斜板，兩層集氣罩上下交錯(cuò)排列，下層集氣罩的罩頂最高點(diǎn)位于上層集氣罩之間的回流縫的中線下方，在兩層集氣罩之間設(shè)有上層斜板，在下層集氣罩下方設(shè)有下層斜板，兩層斜板的傾斜方向相反。泥水氣混合物在上升過程中，首先與最層斜板碰撞，破壞其尾渦作用，促進(jìn)泥氣的分離，使得大部分污泥由于表面氣泡的分離沉降回反應(yīng)區(qū)，大部分氣體由第一層集氣罩進(jìn)行收集分離。少部分氣體和污泥繼續(xù)上升，再次和上層斜板碰撞，并因斜板傾斜方向的改變使得污泥碰撞后氣體沿斜板上升至第二層集氣罩由二級(jí)提升管進(jìn)入氣液分離器得到分離，污泥得到沉降分離。(6)本發(fā)明的厭氧反應(yīng)器其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，具有合適的高徑比與簡單的處理流程， 既節(jié)約占地面積，又無需反沖洗而實(shí)現(xiàn)高效的兩相分離，在處理中高濃度的制漿造紙廢水的運(yùn)行中體現(xiàn)出了長期穩(wěn)定的污染物高效去除率，有機(jī)負(fù)荷可以達(dá)到40kg C0D/(m3d)，在運(yùn)行中體現(xiàn)出了極高的穩(wěn)定性和靈活性。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例I生物反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a是圖I中進(jìn)液布水區(qū)I結(jié)構(gòu)示意圖；圖2b是圖2a的俯視圖；圖2c是實(shí)施例2中進(jìn)液布水區(qū)I結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖I中生物相分離器2結(jié)構(gòu)示意圖；圖4a是圖I中產(chǎn)甲烷室中一級(jí)三相分離器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4b是圖I中產(chǎn)甲烷室中一級(jí)三相分離器俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4c是圖I中產(chǎn)甲烷室中一級(jí)三相分離器左視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4d是圖I中產(chǎn)甲烷室中一級(jí)三相分離器不同形式結(jié)構(gòu)示意圖；圖5a是圖I中二級(jí)三相分離器和氣液分離器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5b是圖I中二級(jí)三相分離器的不同形式結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明的實(shí)施方式不限如此。實(shí)施例I如圖I所示，一種處理廢水的兩相兩階段厭氧生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器本體I、循環(huán)水罐7和加堿裝置8 ;所述反應(yīng)器本體I為空心筒體結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器本體I底部設(shè)有布水器 2，反應(yīng)器本體I頂部設(shè)有氣液分離器6，反應(yīng)器本體I內(nèi)從下到上依次設(shè)有生物相分離器3、一級(jí)三相分離器4、二級(jí)三相分離器5，所述反應(yīng)器本體I的下部設(shè)有密封的酸化反應(yīng)室 11，酸化反應(yīng)室11的高徑比為I : 1，所述生物相分離器3設(shè)于酸化反應(yīng)室11內(nèi)；酸化反應(yīng)室11上部至一級(jí)三相分離器4之間形成產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)12，一級(jí)三相分離器4與二級(jí)三相分離器5之間形成產(chǎn)甲烷精處理區(qū)13，產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)12和產(chǎn)甲烷精處理區(qū)13，統(tǒng)稱產(chǎn)甲烷區(qū)，產(chǎn)甲烷區(qū)的高徑比為3 I。所述反應(yīng)器本體I的底部為漏斗型錐形筒體，如圖2a和2b所示，所述布水器2包括進(jìn)液主干管201、與進(jìn)液主干管201連通的兩個(gè)布水排管202,進(jìn)液主干管201上連接水泵，所述布水排管202包括豎直的側(cè)部進(jìn)液支管203及設(shè)于側(cè)部進(jìn)液支管203不同高度上的4個(gè)水平的布水管204，所述兩個(gè)布水排管202設(shè)在反應(yīng)器本體I的漏斗型錐形筒體的兩側(cè)，且出水口伸入該筒體內(nèi)，所有布水管204及筒體中軸線位于同一豎直平面內(nèi)，兩個(gè)布水排管202上的布水管204出水口位于所在水平面圓周的半徑中點(diǎn)處，且兩個(gè)布水排管202 的出水口相對(duì)于筒體中軸線對(duì)稱，每根布水管204的出水口設(shè)有同一時(shí)針方向的沿圓周截面切線的彎頭205，使得布水管204的出水均為順時(shí)針方向。如圖3所示，所述酸化反應(yīng)室11的上部為漏斗型封端，所述生物相分離器3設(shè)于酸化反應(yīng)室11上部的中央，該生物相分離器3包括外筒300和內(nèi)筒310，所述外筒300包括外直筒體304、與外直筒體304底部連接的外錐形筒體306及外直筒體304的上端連接的漏斗型外筒303 ;所述漏斗型外筒303與酸化反應(yīng)室11上部漏斗型封端111之間形成螺旋進(jìn)液區(qū)，所述漏斗型外筒303上設(shè)有與該外筒相切的4個(gè)進(jìn)液口 302，4個(gè)進(jìn)液口 302的進(jìn)液旋轉(zhuǎn)方向均為順時(shí)針方向；所述外錐形筒體306與外直筒體304連通，且其底部開放，外錐形筒體306內(nèi)壁設(shè)有外螺旋導(dǎo)流板308，形成外螺旋通道，其螺旋方向與上方進(jìn)入液體的旋轉(zhuǎn)方向相同；所述內(nèi)筒310包括擴(kuò)張筒311和內(nèi)直筒體305，所述擴(kuò)張筒311設(shè)在外筒300 內(nèi)中軸線處，且固定于酸化反應(yīng)室11上部漏斗型封端111上，擴(kuò)張筒311的上端封閉并設(shè)有導(dǎo)流管313，擴(kuò)張筒311通過導(dǎo)流管313上設(shè)有的單向?qū)ㄩy與產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)12單向?qū)?，?dǎo)流管313出口設(shè)有彎頭，出水的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)樗巾槙r(shí)針，擴(kuò)張筒311上部直徑小，下部直徑大，擴(kuò)張筒311下端開口并與內(nèi)直筒體305上部連接形成聯(lián)接通道，擴(kuò)張筒311下端外沿設(shè)有擋板314，該擋板314與內(nèi)直筒體305形成同心集氣槽，該同心集氣槽上端設(shè)有與內(nèi)直筒體305和外直筒體304形成的空腔聯(lián)通的導(dǎo)氣管315，該導(dǎo)氣管315與一級(jí)三相分離器的集氣槽402連通；內(nèi)直筒體305中部設(shè)有過濾孔316，內(nèi)直筒體305下部設(shè)有內(nèi)螺旋導(dǎo)流板309，形成內(nèi)螺旋通道，其螺旋方向與外螺旋通道的螺旋方向相同。如圖4a、4b、4c所示，所述一級(jí)三相分離4器包括平行交錯(cuò)排列的兩層集氣罩401、 集氣罩外延擋板以及集氣槽402、污泥收集槽403、擋板404和污泥回流管405，所述集氣槽 402的下端開口，開口處分別連接一長擋板406和一短擋板407，長擋板406與短擋板407之間留有污泥回流口，且長、短擋板406、407的水平投影能將集氣槽402的下端口完全覆蓋； 所述集氣罩401與集氣槽402垂直交叉連接，通過連接口將集氣槽402與集氣罩401連通， 所述集氣槽402通過內(nèi)循環(huán)提升管9與氣液分離器6連通；下層的集氣罩401的內(nèi)部泥水氣界面的正下方設(shè)有污泥收集槽403，污泥收集槽403的截面形狀為矩形，污泥收集槽403 末端連接有污泥回流管405，污泥回流管405與氣液分離器6的內(nèi)循環(huán)回流管601連通，內(nèi)循環(huán)回流管601的下端通入產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)12的底部；在上下兩層集氣罩401之間的回流縫隙下部設(shè)有長短擋板404、408 ;長擋板404和短擋板408的水平投影將集氣罩之間的回流縫完全覆蓋，所述循環(huán)水罐7底部的外循環(huán)回流管701的一條支管與內(nèi)循環(huán)回流管601 連通，外循環(huán)回流管701的另一條支管與布水器2的進(jìn)液主干管201連通。如圖5a所示，所述二級(jí)三相分離器5固定于反應(yīng)器本體I的頂部，包括外筒500和內(nèi)筒510，所述外筒500包括外直筒體501、與外直筒體501底部連接的外錐形筒體502及外直筒體501的上端連接的漏斗型外筒503 ;所述內(nèi)筒510設(shè)在外筒500內(nèi)中軸線處，包括擴(kuò)張筒511、漏斗型內(nèi)筒512及內(nèi)直筒體513，所述漏斗型外筒503與漏斗型內(nèi)筒512之間形成螺旋進(jìn)液區(qū)，所述漏斗型外筒503上設(shè)有與該外筒相切的4個(gè)進(jìn)液口 504，4個(gè)進(jìn)液口 504的進(jìn)液旋轉(zhuǎn)方向均為順時(shí)針方向；所述外錐形筒體502與外直筒體501連通，且其底部開放，外錐形筒體502內(nèi)壁設(shè)有螺旋導(dǎo)流板，形成外螺旋通道，其螺旋方向與上方進(jìn)入液體的旋轉(zhuǎn)方向相同；所述擴(kuò)張筒511上部直徑小，下部直徑大，且上下開口分別連接漏斗型內(nèi)筒512的下端和內(nèi)直筒體513上端；內(nèi)直筒體513中部設(shè)有過濾孔514，內(nèi)直筒體513下部設(shè)有螺旋導(dǎo)流板，形成內(nèi)螺旋通道，其螺旋方向與外螺旋通道的螺旋方向相同；所述漏斗型內(nèi)筒512上端外延上設(shè)有鋸齒形溢流堰520，該溢流堰520與反應(yīng)器本體I之間形成環(huán)形匯水槽，匯水槽通過排水管703與循環(huán)水罐7連通，反應(yīng)器本體I頂部的出水直接排入循環(huán)水罐7，循環(huán)水罐7頂部設(shè)有出水管702。所述反應(yīng)器本體I頂部設(shè)有將氣液分離器6與產(chǎn)甲烷精處理區(qū)13連通的二級(jí)提升管10。所述加堿裝置8連接加堿管801,該加堿管801通入產(chǎn)甲燒主反應(yīng)區(qū)12底部,為產(chǎn)甲烷區(qū)與產(chǎn)酸區(qū)各自創(chuàng)造不同的PH環(huán)境，提高兩種活性污泥的活性。所述反應(yīng)器本體I底部設(shè)有排泥管101和底部進(jìn)液支管102。底部進(jìn)液支管102可連續(xù)或間斷進(jìn)入廢水，在需要補(bǔ)充污泥時(shí)可將排泥管101作為進(jìn)泥管進(jìn)泥。廢水通過進(jìn)液主干管201分別由兩個(gè)布水排管202水平進(jìn)入布水區(qū)，在水平方向上形成旋流攪拌，垂直方向上形成推流流態(tài)，利用水力攪拌實(shí)現(xiàn)泥水的充分混合，并有效避免短流。但當(dāng)反應(yīng)器直徑較大時(shí)，旋流中心會(huì)攪拌強(qiáng)度不足，因此在正常運(yùn)行時(shí)底部進(jìn)液支管102也連續(xù)進(jìn)水，以促進(jìn)旋流中心的泥水混合。當(dāng)長期處理含鈣或惰性懸浮物質(zhì)較多的廢水時(shí)，污泥容易結(jié)垢，導(dǎo)致活性下降，需要排泥時(shí)，停止底部進(jìn)液支管102進(jìn)水，因結(jié)垢污泥和惰性物質(zhì)與活性污泥的密度差異，污泥在錐形筒體內(nèi)形成分層，結(jié)垢污泥和惰性物質(zhì)因密度大而沉于錐形筒體底部，由排泥管101排出。當(dāng)需要補(bǔ)充污泥時(shí)，通過底部排泥管 101進(jìn)入反應(yīng)器，達(dá)到補(bǔ)充活性污泥的作用，從而實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器高效率的連續(xù)運(yùn)行。泥水混合液由迎著渦旋方向開口的生物相分離器3的進(jìn)液口 302進(jìn)入漏斗型外筒 303與酸化反應(yīng)室上部漏斗型封端111之間形成螺旋進(jìn)液區(qū)，并流速得到旋轉(zhuǎn)加速，旋轉(zhuǎn)向下，污泥和懸浮物因密度大而向外直筒體304內(nèi)壁聚集，而水因密度小而向內(nèi)直筒體305外壁聚集，氣液經(jīng)由過濾孔316進(jìn)入內(nèi)直筒體305上升至擴(kuò)張筒311頂部由導(dǎo)流管313而進(jìn)入產(chǎn)甲烷區(qū)；小部分氣體因密度差異向中心聚集由導(dǎo)氣管315經(jīng)過集氣槽402進(jìn)入內(nèi)循環(huán)提升管9，有效減小了氣體在反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累對(duì)菌群產(chǎn)生抑制的問題。泥水進(jìn)一步由生物相分離器3的過濾孔316分離，液體進(jìn)入內(nèi)直筒體305內(nèi)，污泥和懸浮物處于內(nèi)直筒體305外繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，有效實(shí)現(xiàn)泥水分離。所述生物相分離器2的過濾孔316的孔直徑由下至上遞減，以提高泥水分離效果，同時(shí)過濾孔316外側(cè)的高的流速對(duì)過濾孔316進(jìn)行剪切清洗，因此無需反沖洗即可保持孔通暢。所述生物相分離器3的內(nèi)直筒體305和外錐形筒306內(nèi)部各自設(shè)有內(nèi)、外螺旋導(dǎo)流板308、309，分別形成內(nèi)、外螺旋通道，以促進(jìn)分離污泥迅速返回至錐形筒體內(nèi)，避免已經(jīng)分離的污泥向上返混，從而實(shí)現(xiàn)高效的將泥水分離，同時(shí)截留廢水中的不溶污染物在酸化反應(yīng)室11中，停留足夠的時(shí)間以降解成可溶的小分子有機(jī)物，進(jìn)入產(chǎn)甲烷區(qū)得到徹底降解。該優(yōu)勢(shì)使得反應(yīng)器能高效的凈化含不溶污染物的中高濃度的復(fù)雜廢水，例如制漿造紙廢水。避免產(chǎn)甲烷污泥直接接觸有毒物質(zhì)。在表面帶有氣泡的污泥在上升至集氣罩401內(nèi)時(shí)，上升慣性與水吸負(fù)壓復(fù)合作用形成紊流，促進(jìn)氣泡與污泥的分離，從而集氣罩401內(nèi)的浮泥快速有效由污泥收集槽403經(jīng)污泥回流管405進(jìn)入內(nèi)循環(huán)回流管601返回到產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)12的底部，減少污泥進(jìn)入內(nèi)循環(huán)提升管9造成堵塞，氣液混合液由內(nèi)循環(huán)提升管9 ( 一級(jí)提升管)進(jìn)入氣液分離器6內(nèi)進(jìn)行氣液分離后，液體由內(nèi)循環(huán)回流管601返回到產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)12底部。本發(fā)明所述的反應(yīng)器運(yùn)行方式是廢水由進(jìn)水泵從厭氧反應(yīng)器的底部經(jīng)進(jìn)液主干管201分別由兩根布水排管202水平切向進(jìn)入錐形筒體內(nèi)，另部分由反應(yīng)本體I底部的進(jìn)液支管102從底部垂直向上進(jìn)入錐形筒體內(nèi)，然后螺旋升流進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器的酸化反應(yīng)室 11，降解后酸化基質(zhì)由進(jìn)液口 302切向進(jìn)入生物相分離器3，經(jīng)泥水分離后廢水和沼氣由內(nèi)直筒體305上小孔徑的過濾孔316進(jìn)入內(nèi)直筒體305內(nèi)上升至擴(kuò)張筒311頂部，液體由導(dǎo)流管313進(jìn)入產(chǎn)甲烷區(qū)，使得COD得到進(jìn)一步降解，大部分氣液混合液由擴(kuò)張筒311頂部中軸處的導(dǎo)氣管315進(jìn)入內(nèi)循環(huán)提升管9，提升至氣液分離器6后，氣體排放，液體由內(nèi)循環(huán)回流管601返回到產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)12底部。分離的污泥和懸浮物經(jīng)由生物相分離器3的外螺旋通道返回到酸化反應(yīng)室11，懸浮污染物再次由水解酸化菌進(jìn)行水解酸化降解成酸化基質(zhì)。產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)12內(nèi)泥水氣混合液上升至一級(jí)三相分離器4，泥水氣混合液在集氣罩 401碰撞作用與污泥收集槽403的水吸作用下實(shí)現(xiàn)氣和泥的分離，氣液混合液由集氣罩401 收集后由內(nèi)循環(huán)提升管9提升至氣液分離器6，沼氣分離排放或利用，廢水由內(nèi)循環(huán)回流管 601回流到產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)12底部。產(chǎn)甲烷區(qū)的大部分污泥返回下降，廢水和少量污泥上升至產(chǎn)甲烷區(qū)頂部，一部分通過產(chǎn)甲烷區(qū)頂部的二級(jí)提升管10進(jìn)入氣液分離器6，分離后的泥水混合物由內(nèi)循環(huán)回流管601回流到產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)12底部，剩余大部分泥水混合液由進(jìn)液口切向進(jìn)入二級(jí)三相分離器5，分離原理如同生物相分離器，將分離的氣水混合物經(jīng)擴(kuò)張筒511上升至沉淀區(qū)，再由鋸齒形溢流堰520整流后進(jìn)入循環(huán)水罐7，一部分從循環(huán)水罐7底部由經(jīng)外循環(huán)回流管701進(jìn)入進(jìn)液主干管201，再次進(jìn)入酸化反應(yīng)室11 ;另一部分由循環(huán)水罐7上部排出進(jìn)入下一處理單元。另外加堿裝置8將堿液均勻分布于產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)12底部，適當(dāng)提高產(chǎn)甲烷區(qū)的pH環(huán)境，為產(chǎn)甲烷區(qū)創(chuàng)造適宜的產(chǎn)甲烷環(huán)境。實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施例I的不同之處在于如圖2c所示，所述兩個(gè)布水排管202不在同一豎直平面內(nèi)，兩個(gè)布水排管202上的布水管204出水口方向相反，且分列在筒體中軸線的兩側(cè)、所在水平面圓周的半徑中點(diǎn)處，從而使得兩個(gè)布水排管202的出水方向?yàn)橥粫r(shí)針方向。實(shí)施例3本實(shí)施例與實(shí)施例I的不同之處在于如圖4c所示，所述污泥收集槽403的截面形狀為梯形，集氣罩之間回流縫處僅設(shè)一塊擋板，擋板角度為水平。所述每個(gè)集氣罩401下面均設(shè)有污泥收集槽403。實(shí)施例4
本實(shí)施例與實(shí)施例I的不同之處在于如圖5b所示，所述的二級(jí)三相分離器5包括兩層集氣罩517和上下兩層斜板515 和516，兩層集氣罩517上下交錯(cuò)排列，下層集氣罩的罩頂最高點(diǎn)位于上層集氣罩之間的回流縫的中線下方。在兩層集氣罩之間設(shè)有上層斜板515，在下層集氣罩下方設(shè)有下層斜板 516,上下兩層斜板515、516的傾斜方向相反。二級(jí)提升管10 —端聯(lián)接于反應(yīng)器本體I頂部，另一端聯(lián)接于頂部的氣液分離器6。
權(quán)利要求
1.一種處理廢水的兩相兩階段厭氧生物反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器包括反應(yīng)器本體、循環(huán)水罐和加堿裝置；所述反應(yīng)器本體為空心筒體結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器本體底部設(shè)有布水器，頂部設(shè)有氣液分離器，反應(yīng)器本體內(nèi)從下到上依次設(shè)有生物相分離器、一級(jí)三相分離器、二級(jí)三相分離器，所述反應(yīng)器本體的下部設(shè)有密封的酸化反應(yīng)室，所述生物相分離器設(shè)于酸化反應(yīng)室內(nèi)的頂部；酸化反應(yīng)室上部至一級(jí)三相分離器之間形成產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)，一級(jí)三相分離器與二級(jí)三相分離器之間形成產(chǎn)甲烷精處理區(qū)；所述生物相分離器上部設(shè)有導(dǎo)氣管，該導(dǎo)氣管與一級(jí)三相分離器的集氣槽連通，生物相分離器與產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)由導(dǎo)流管單向連通；所述集氣槽通過內(nèi)循環(huán)提升管與氣液分離器連通；所述氣液分離器的內(nèi)循環(huán)回流管的下端通入產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)的底部；反應(yīng)器本體頂部的出水通過排水管排入循環(huán)水罐；循環(huán)水罐底部通過外循環(huán)回流管與布水器連通，循環(huán)水罐頂部設(shè)有出水管；所述加堿裝置連接加堿管，該加堿管通入產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)底部；所述反應(yīng)器本體底部設(shè)有排泥管和底部進(jìn)液支管。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生物反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器本體的底部為漏斗型錐形筒體，所述布水器包括進(jìn)液主干管、與進(jìn)液主干管連通的兩個(gè)布水排管，所述布水排管包括豎直的側(cè)部進(jìn)液支管及設(shè)于側(cè)部進(jìn)液支管不同高度上的至少兩個(gè)水平的布水管，所述兩個(gè)布水排管設(shè)在反應(yīng)器本體的漏斗型錐形筒體的兩側(cè)，且其出水口伸入該筒體內(nèi)，兩個(gè)布水排管的出水方向?yàn)橥粫r(shí)針方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物反應(yīng)器，其特征在于，所述兩個(gè)布水排管不在同一豎直平面內(nèi)，兩個(gè)布水排管的出水口方向相反且分列在筒體中軸線的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物反應(yīng)器，其特征在于，所述兩個(gè)布水排管及筒體中軸線位于同一豎直平面內(nèi)，且兩個(gè)布水排管的出水口相對(duì)于筒體中軸線對(duì)稱，出水口末端設(shè)有同一時(shí)針方向的沿圓周截面切線的彎頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的生物反應(yīng)器，其特征在于，所述酸化反應(yīng)室的上部為漏斗型封端，所述生物相分離器設(shè)于酸化反應(yīng)室的中央，該生物相分離器包括外筒和內(nèi)筒，所述外筒包括外直筒體、與外直筒體底部連接的外錐形筒體及外直筒體的上端連接的漏斗型外筒；所述漏斗型外筒與酸化反應(yīng)室上部漏斗型封端之間形成螺旋進(jìn)液區(qū)，所述漏斗型外筒上設(shè)有與漏斗型外筒相切的進(jìn)液口，所述進(jìn)液旋轉(zhuǎn)方向與布水排管出水旋轉(zhuǎn)的時(shí)針方向相同；所述外錐形筒體與外直筒體連通，且其底部開放，外錐形筒體內(nèi)壁設(shè)有螺旋導(dǎo)流板，形成外螺旋通道，其螺旋方向與上方進(jìn)入液體的旋轉(zhuǎn)方向相同；所述內(nèi)筒包括擴(kuò)張筒和內(nèi)直筒體，所述擴(kuò)張筒設(shè)在外筒內(nèi)中軸線處，且固定于酸化反應(yīng)室上部封端處，擴(kuò)張筒的上端封閉并設(shè)有導(dǎo)流管，擴(kuò)張筒通過導(dǎo)流管上設(shè)有的單向?qū)ㄩy與產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)單向?qū)?，?dǎo)流管出水口末端設(shè)有沿圓周截面切線的彎頭，導(dǎo)流管出水旋轉(zhuǎn)方向與進(jìn)液旋轉(zhuǎn)的時(shí)針方向相同，擴(kuò)張筒上部直徑小，下部直徑大，擴(kuò)張筒下端開口并與內(nèi)直筒體上部連接形成聯(lián)接通道，擴(kuò)張筒下端外沿設(shè)有擋板，該擋板與內(nèi)直筒體形成同心集氣槽，集氣槽上端設(shè)有與內(nèi)直筒體和外直筒體形成的空腔聯(lián)通的導(dǎo)氣管；內(nèi)直筒體中部設(shè)有過濾孔，內(nèi)直筒體下部設(shè)有螺旋導(dǎo)流板，形成內(nèi)螺旋通道，其螺旋方向與外螺旋通道的螺旋方向相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物反應(yīng)器，其特征在于，所述一級(jí)三相分離器包括平行交錯(cuò)排列的至少兩層集氣罩、以及集氣槽、污泥收集槽、擋板和污泥回流管，所述集氣罩與集氣槽連通，所述集氣槽與內(nèi)循環(huán)提升管連通，集氣罩的正下方設(shè)有污泥收集槽，污泥收集槽末端連接有污泥回流管，污泥回流管與內(nèi)循環(huán)回流管連通，在集氣罩之間的回流縫隙下部設(shè)有擋板；所述循環(huán)水罐底部的外循環(huán)回流管的一根支管聯(lián)接于布水器的進(jìn)液主干管，另一根支管聯(lián)接于一級(jí)三相分離器下方的內(nèi)循環(huán)回流管上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物反應(yīng)器，其特征在于，所述集氣槽的下端開口，開口處分別連接一長擋板和一短擋板，長擋板與短擋板之間留有污泥回流口，且長、短擋板的水平投影能將集氣槽的下端口完全覆蓋。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物反應(yīng)器，其特征在于，所述二級(jí)三相分離器固定于反應(yīng)器本體的頂部，包括外筒和內(nèi)筒，所述外筒包括外直筒體、與外直筒體底部連接的外錐形筒體及外直筒體的上端連接的漏斗型外筒；所述內(nèi)筒設(shè)在外筒內(nèi)中軸線處，包括擴(kuò)張筒、漏斗型內(nèi)筒及內(nèi)直筒體，所述漏斗型外筒與漏斗型內(nèi)筒之間形成螺旋進(jìn)液區(qū)，所述漏斗型外筒上設(shè)有與漏斗型外筒相切的進(jìn)液口，所述進(jìn)液旋轉(zhuǎn)方向與產(chǎn)甲烷區(qū)底部的導(dǎo)流管出水旋轉(zhuǎn)的時(shí)針方向相同；所述外錐形筒體與外直筒體連通，且其底部開放，外錐形筒體內(nèi)壁設(shè)有螺旋導(dǎo)流板，形成外螺旋通道，其螺旋方向與上方進(jìn)入液體的旋轉(zhuǎn)方向相同；所述擴(kuò)張筒上部直徑小，下部直徑大，且上下開口分別連接漏斗型內(nèi)筒的下端和內(nèi)直筒體上端；內(nèi)直筒體中部設(shè)有過濾孔，內(nèi)直筒體下部設(shè)有螺旋導(dǎo)流板，形成內(nèi)螺旋通道，其螺旋方向與外螺旋通道的螺旋方向相同；所述漏斗型內(nèi)筒上端外延上設(shè)有鋸齒形溢流堰，該溢流堰與反應(yīng)器本體筒體之間形成環(huán)形匯水槽，匯水槽通過排水管與循環(huán)水罐連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物反應(yīng)器，其特征在于，所述二級(jí)三相分離器固定于反應(yīng)器本體的頂部，包括兩層集氣罩和兩層斜板，兩層集氣罩上下交錯(cuò)排列，下層集氣罩的罩頂最高點(diǎn)位于上層集氣罩之間的回流縫的中線下方，在兩層集氣罩之間設(shè)有上層斜板，在下層集氣罩下方設(shè)有下層斜板，兩層斜板的傾斜方向相反。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物反應(yīng)器，其特征在于，所述酸化反應(yīng)室的高徑比 ^ I I;產(chǎn)甲烷區(qū)的高徑比>2;所述反應(yīng)器本體頂部設(shè)有將氣液分離器與產(chǎn)甲烷精處理區(qū)連通的二級(jí)提升管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種處理廢水的兩相兩階段厭氧生物反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括反應(yīng)器本體、位于反應(yīng)器本體外側(cè)的循環(huán)水罐和加堿裝置以及位于反應(yīng)器本體內(nèi)從下到上依次設(shè)有的生物相分離器、一級(jí)三相分離器、二級(jí)三相分離器，所述反應(yīng)器本體的下部設(shè)有密封的酸化反應(yīng)室，所述生物相分離器設(shè)于酸化反應(yīng)室內(nèi)的頂部；酸化反應(yīng)室上部至一級(jí)三相分離器之間形成產(chǎn)甲烷主反應(yīng)區(qū)，一級(jí)三相分離器與二級(jí)三相分離器之間形成產(chǎn)甲烷精處理區(qū)；本發(fā)明的厭氧反應(yīng)器結(jié)構(gòu)緊湊，占地少，在處理中高濃度制漿造紙廢水或相類似的廢水時(shí)有機(jī)負(fù)荷可達(dá)40kg COD/(m3.d)，在處理水量水質(zhì)多變的廢水過程中具有很高的穩(wěn)定性和靈活性。
文檔編號(hào)C02F3/28GK102603124SQ201210092928
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者萬金泉, 王艷, 陳云, 馬邕文, 黃明智 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)