小型太陽(yáng)能供暖折板式uasb系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種UASB反應(yīng)器，尤其涉及一種小型太陽(yáng)能供暖折板式UASB系統(tǒng)，利用太陽(yáng)能加熱的高效低耗，主要用于處理小水量的高濃度有機(jī)廢水，屬于高濃度有機(jī)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]UASB (上流式厭氧污泥床反應(yīng)器)于20世紀(jì)70年代由荷蘭人發(fā)明，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)和可用于處理高濃度有機(jī)廢水而被廣泛運(yùn)用。雖然在UASB之后又有ABR，EGSB和IC等更高效的厭氧反應(yīng)器的產(chǎn)生，但是相比較而言UASB的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行都更加簡(jiǎn)單方便，所以它仍是厭氧反應(yīng)器中利用率最高的。如我們所知，UASB是依賴(lài)于反應(yīng)器內(nèi)高濃度和活性的污泥床，污水中的高濃度有機(jī)質(zhì)通過(guò)此污泥床被水解酸化然后生成甲烷和二氧化碳?xì)怏w，所以UASB的高效受到幾個(gè)因素的制約，首先是溫度，UASB的最適溫度是30-35°C，當(dāng)?shù)陀?0°C或高于35°C，污泥的活性可能就會(huì)受到不同程度的抑制；其次是系統(tǒng)內(nèi)部是否混勻，污水與污泥是否可以充分接觸，單純的進(jìn)水從底部經(jīng)布水器進(jìn)入污泥層往往會(huì)出現(xiàn)死區(qū)的現(xiàn)象，這將會(huì)嚴(yán)重制約UASB的性能。為解決溫度的問(wèn)題，通常會(huì)利用廠區(qū)附近的廢熱或者安裝電加熱裝置來(lái)保證運(yùn)行溫度，但是可能條件不夠或運(yùn)行費(fèi)用太高。另夕卜，有個(gè)問(wèn)題可能會(huì)被忽視，那就是由于反應(yīng)器內(nèi)超高的反應(yīng)活性，甲烷產(chǎn)量很高導(dǎo)致大量氣泡帶著污泥從三相分離器頂部導(dǎo)氣口溢出，部分污泥和熱量流失，這也是一個(gè)系統(tǒng)隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是針對(duì)UASB系統(tǒng)溫度維持較難(尤其是冬季)、污泥混勻難度較大的問(wèn)題，提出了一種小型太陽(yáng)能供暖折板式UASB系統(tǒng)，可用于高效穩(wěn)定處理多種小流量高濃度有機(jī)廢水。
[0004]本發(fā)明的小型太陽(yáng)能供暖折板式UASB系統(tǒng)，包括熱能收集系統(tǒng)，儲(chǔ)熱罐，電控系統(tǒng)和UASB厭氧反應(yīng)器；
[0005]熱能收集系統(tǒng)包括集熱器及和集熱器相連的若干太陽(yáng)能集熱管，集熱器與儲(chǔ)熱罐間通過(guò)第一提升栗形成液體循環(huán)回路，儲(chǔ)熱罐內(nèi)部設(shè)置第一溫度傳感器和水位傳感器；
[0006]UASB厭氧反應(yīng)器內(nèi)從下到上依次設(shè)有3-5層D型折流板，D型折流板向下傾斜，與水平面夾角為3-10 °，且各層D型折流板放置方向各不相同，在UASB厭氧反應(yīng)器內(nèi)底部設(shè)置有布水器和環(huán)狀加熱銅管，布水器位于最底層D型折流板的正下方，污水經(jīng)污水提升栗進(jìn)入U(xiǎn)ASB內(nèi)布水器，環(huán)狀加熱銅管與儲(chǔ)熱罐經(jīng)第二提升栗形成液體循環(huán)回路，在UASB厭氧反應(yīng)器內(nèi)頂部設(shè)置有兩個(gè)三相分離器，兩個(gè)三相分離器位于最上層D型折流板上方形成雙層三相分離器，在雙層三相分離器的通氣口處固定有消泡噴頭，UASB厭氧反應(yīng)器頂部設(shè)有出水管連接第三提升栗，第三提升栗通過(guò)三通管連接消泡噴頭和布水器；UASB厭氧反應(yīng)器內(nèi)還設(shè)置有第二溫度傳感器，在反應(yīng)器上部側(cè)壁上還開(kāi)有出水口 ；
[0007]儲(chǔ)熱罐的進(jìn)水口連接第四提升栗，第四提升栗的另一端連接自來(lái)水管；
[0008]第一溫度傳感器、水位傳感器、第二溫度傳感器、第四提升栗、第二提升栗均與電控系統(tǒng)連接。
[0009]太陽(yáng)能集熱管收集熱量?jī)?chǔ)存在儲(chǔ)熱罐中，再栗入U(xiǎn)ASB系統(tǒng)內(nèi)部的環(huán)狀加熱銅管對(duì)系統(tǒng)加熱。太陽(yáng)能集熱管內(nèi)裝滿(mǎn)自來(lái)水(堿度不高)，集熱管白天收集太陽(yáng)光的熱量并轉(zhuǎn)移至管內(nèi)水中，水因加熱開(kāi)始上升并和集熱器內(nèi)的水進(jìn)行熱交換，集熱器頂部設(shè)有放氣閥門(mén)用于定時(shí)放氣，防止內(nèi)部壓力過(guò)高帶來(lái)安全隱患；集熱器側(cè)面設(shè)置出水口連接第一提升栗，第一提升栗將集熱器中的水和儲(chǔ)熱罐中的水進(jìn)行不斷循環(huán)，第一提升栗可以控制為在6:00開(kāi)始啟動(dòng)，18:00停止工作，儲(chǔ)熱罐內(nèi)的水位傳感器當(dāng)檢測(cè)到水位低于正常水位的10 %時(shí)可通過(guò)電控系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)第四提升栗以向儲(chǔ)熱罐內(nèi)補(bǔ)充自來(lái)水；
[0010]儲(chǔ)熱罐體積最好為UASB反應(yīng)器有效體積的1/3至1/2。
[0011]太陽(yáng)能集熱管的數(shù)量與儲(chǔ)熱罐體積的數(shù)量關(guān)系為100根配Im3體積。
[0012]污水經(jīng)污水提升栗從設(shè)置在UASB底部的布水器中均勻進(jìn)入U(xiǎn)ASB厭氧反應(yīng)器內(nèi)，之后在多層傾斜的D型折流板作用下，在折流板之間來(lái)回沖擊形成湍流，劇烈攪動(dòng)與反應(yīng)器內(nèi)污泥充分混勻，最終經(jīng)雙層三相分離器與污泥和沼氣分離后從出水口出水。所述的D型折流板在水平面投影為呈D型的不完整圓(D型圓)，其圓弧角度呈240°。
[0013]第二提升栗將儲(chǔ)熱罐內(nèi)的水栗入環(huán)狀加熱銅管，使其對(duì)UASB內(nèi)部進(jìn)行加熱，當(dāng)UASB內(nèi)第二溫度傳感器檢測(cè)到UASB內(nèi)水溫超過(guò)35°C，將由電控系統(tǒng)控制關(guān)閉第二提升栗，當(dāng)溫度低于33°C，電控系統(tǒng)將會(huì)重新啟動(dòng)第二提升栗；第三提升栗將UASB內(nèi)上清液栗至UASB底部與污水一起進(jìn)入布水器，形成內(nèi)回流系統(tǒng)，消泡噴頭固定在UASB頂部雙層三相分離器通氣口，進(jìn)行噴灑消泡；
[0014]在儲(chǔ)熱罐和UASB反應(yīng)器外側(cè)最好均設(shè)有保溫層，即30-50mm厚的橡塑海綿板。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:
[0016]利用白天時(shí)間收集到的太陽(yáng)能對(duì)UASB系統(tǒng)進(jìn)行加熱，使得反應(yīng)器內(nèi)溫度維持在33-35°C的范圍內(nèi)，保證了很高的污泥活性，尤其是在冬季的夜晚也可以維持住核心溫度；此外，利用獨(dú)特的傾斜的D形折流板和內(nèi)回流系統(tǒng)增強(qiáng)了系統(tǒng)內(nèi)水流攪拌強(qiáng)度，提高了污泥和污水的混合均勻度；內(nèi)回流旁路用于噴灑消泡避免了氣體攜帶污泥流失，保障了系統(tǒng)內(nèi)污泥的量。本發(fā)明的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了功耗很小條件下對(duì)于高濃度有機(jī)廢水高效的處理。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明小型太陽(yáng)能供暖折板式UASB系統(tǒng)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是D型折流板在水平面的投影圖。
[0019]圖中:I集熱器，2第一提升栗，3太陽(yáng)能集熱管，4第一溫度傳感器，5水位傳感器，6第四提升栗，7第二提升栗，8污水提升栗，9第三提升栗，10、11、12D型折流板，13、14三相分離器，15第二溫度傳感器，16消泡噴頭，17水管球閥，18出水口，19環(huán)狀加熱銅管，20布水器，21電控系統(tǒng)，22儲(chǔ)熱罐。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0021]參照?qǐng)D1，小型太陽(yáng)能供暖折板式UASB系統(tǒng)包括熱能收集系統(tǒng)、儲(chǔ)熱罐22、電控系統(tǒng)21和UASB厭氧反應(yīng)器；
[0022]熱能收集系統(tǒng)包括集熱器I及和集熱器相連的若干太陽(yáng)能集熱管3，集熱器I與儲(chǔ)熱罐22間通過(guò)第一提升栗2形成液體循環(huán)回路，儲(chǔ)熱罐22內(nèi)部設(shè)置第一溫度傳感器4和水位傳感器5 ；
[0023]