多旋流自适应多循环厌氧反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多旋流自适应多循环厌氧反应器，它包括反应器壳体、气液分离器、旋流式布水器、沼气能量转换装置等，特征是在隔板将主集气罩、辅集气罩隔成偶数区段，在反应器壳体内外的每一个区段内放置有一套旋流式气液分离器、旋流式布水器和沼气能量转换装置。主集气罩、辅集气罩均由汇流槽和集气槽组成。本实用新型专利技术保留了旋流自驱动传质厌氧反应器（ＺＬ０３２２７９３６．１）和自调整旋流气液分离器（２００４１００１７７３３．２）的基本特点，本实用新型专利技术具有负载自适应动能、有利于颗粒污泥培养和形成、能将保持高污泥浓度与更均衡污泥负载、强化传质过程有机结合在一起、处理效能高、结构简单、造价和运行成本低的优点，是一种新的大型有机废水厌氧处理设备。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

Multi cyclone self adapting multi loop anaerobic reactor

The utility model discloses a multi cyclone adaptive multi cycle anaerobic reactor, comprising a reactor shell, gas-liquid separator, cyclone water distributor, biogas energy conversion device, is characterized in that partition will be the main gas collecting hood and auxiliary gas collecting hood is divided into even sections, each section of the reactor shell in vivo is placed inside a cyclone gas-liquid separator, cyclone water distributor and biogas energy conversion device. The main gas collecting hood, auxiliary gas collecting hood is composed of a gas collecting groove and converge trough. The utility model retains the self driven mass transfer swirl anaerobic reactor (ZL03227936.1) and self adjusting rotary gas liquid separator (200410017733.2) of the basic characteristics, the utility model has the advantages of adaptive load energy, is conducive to the cultivation and formation of granular sludge, can maintain a high concentration of sludge and sludge load more balanced and enhance the mass transfer process in combination processing, high efficiency, simple structure, low cost and operation cost advantages, is a new large organic wastewater anaerobic treatment equipment.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及大型或特大型厌氧废水处理设备，尤其是涉及一种利用多旋流、多循环从而实现宽负载和高效强传质的多旋流自适应多循环厌氧反应器。
技术介绍
如何提高厌氧反应器的有机负荷、降低反应器的造价和运行成本一直是科技人员的努力方向。申请人的技术专利“新型旋流自驱动传质厌氧反应器(专利号ZL03227936.1)”是一种将强化传质过程与保持较高污泥浓度有机地结合在一起的厌氧废水处理设备，并在2004年申请了可与之配套实施的专利技术专利“自调整旋流气液分离器(申请号为200410017733.2)”。在该专利技术专利的下反应室中，由于旋流布水，主反应区内消化液的运动可分解为三种运动的合成，即切向运动、径向运动和轴向运动，三种运动的速率决定着污泥的动态分布、传质的速度和效率，也在一定程度上决定着颗粒污泥形成的结构和外形；而旋流布水的状态参数决定着所需外界能量的大小(即主要运行成本)。在直径＞8m、容积＞1500m3、高度＞13m的大型或特大型厌氧反应器的改造和设计中，申请人发现了以下问题(1)过大的旋流(涡结构)需要很大的耗散能量才能维持，否则会变成随机小涡，不能达到有效横向搅拌的目的；(2)过大旋流带来了过大的切向、径向、轴向速度的差异，这不是有效传质过程所需要的；且局部轴向速度过大，对污泥有不良的抬升作用；(3)高径比问题众所周知，相同容量高径比为1时，材料最省；高径比越大，从上部引出、下部输入相同数量废水时，所需能量越大。故大型或特大型厌氧反应器高径比通常设计为小于1.5；此时，循环厌氧反应器的下反应室高径比小于1，为扁平状。对于扁平状主反应区，采用单旋流布水极为困难，且极容易产生紊流，抬升污泥，引起污泥的流失。
技术实现思路
本技术的目的在于为大型或特大型有机废水厌氧消化处理提供一种将强化传质过程与保持较高污泥浓度有机地结合在一起、能适应宽负载、处理效能高、结构简单、造价和运行成本低的多旋流自适应多循环厌氧反应器。本技术的目的是这样实现的本技术包括反应器壳体、旋流式气液分离器、倒漏斗形的旋流式布水器、沼气能量转换装置、进水总管和出水管，反应器壳体由上反应室和下反应室组成，带沼气导管的气液分离器安装在上反应室的顶部，进水总管安装在下反应室外的底部，沼气能量转换装置由主集气罩、主沼气提升管、辅集气罩、辅沼气提升管和下行循环管组成，在上反应室中设置有辅集气罩，在下反应室中的上部设置有主集气罩，旋流式布水器安装在下反应室内的下部，进水支管的一端接进水总管，另一端穿过下反应室的侧壁和旋流式布水器，出口贴在旋流式布水器的内壁上，在上反应室的侧壁上安装有出水管，特征是在主集气罩、辅集气罩内均放置有隔板，隔板将主集气罩、辅集气罩隔成偶数区段，在反应器壳体内外的每一个区段内放置有一套旋流式气液分离器、旋流式布水器和沼气能量转换装置。主集气罩、辅集气罩均由向下开口的汇流槽和向下开口的集气槽组成，集气槽垂直连通于汇流槽的侧壁上，主沼气提升管的上端开口于气液分离器内，下端穿过辅集气罩与主集气罩内的汇流槽相连，辅沼气提升管的上端开口于气液分离器内，下端与辅集气罩内的汇流槽相连，下行循环管的上端接气液分离器的底端，中间依次向下穿过辅集气罩和主集气罩，下端开口于旋流式布水器内。主沼气提升管的上端、辅沼气提升管的上端均切线方向开口于气液分离器的侧内壁上，且主沼气提升管的上端、辅沼气提升管的上端产生的旋流方向一致。汇流槽的形状为“π”形，集气槽的形状为三角形，相邻两层集气槽呈交错覆盖排列并留有让污泥混合液通过的缝隙。在反应器壳体内均匀放置有偶数个旋流式布水器，旋流式布水器产生的旋流方向使得俩俩旋流交汇处保持同流向。本技术保留了旋流自驱动传质厌氧反应器(ZL03227936.1)和自调整旋流气液分离器(200410017733.2)的基本特点，对于大型或特大型厌氧反应器，本技术不仅造价和运行成本低，而且能依据良好的传质过程所需要的纵横向初始流化速率，保持高污泥浓度及有利的分布，实现厌氧消化高效处理过程，它还增加了以下几个特点(1)采用本技术，很容易设计和改造高径比为1的大型厌氧反应器，所以工程材料和造价的最节省是显而易见的；(2)输入泵的能源消耗是厌氧反应器的主要运行成本之一，输送同体积废水能耗主要取决于进水总管压力，总管进水压力是由静压差及均匀布水阻力所构成。静压差随高度下降而相应下降，而对应于旋流，均匀布水的阻力主要来自于克服转动惯量而形成的阻力；众所同知，转动惯量为mr2，旋流(涡结构)需要的耗散能量与最大半径R2成正比；因此，同体积废水停留时间相同时，本技术结构运行能耗大幅度降低是显而易见的；(3)在满负荷、各循环系统处于正常工作状态时，形成更加有序及均衡的压力场的时均结构，压力场的这一动态结构，可使厌氧反应器下反应室保持更高的污泥浓度和更均衡的污泥负荷，实现均衡的污泥和消化液之间的立体搅拌，即污泥与消化液的相对运动，更高的污泥浓度和更强化与均衡的传质过程，进一步提高了反应室的厌氧消化处理能力和效率；(4)颗粒污泥的形成，在相同生化条件下，主要取决于污泥在混合液中的相对运动和压力场的时均结构，需要有污泥在其中的自旋运动，立体更加有序及均衡的相对运动和压力场，有利于污泥在运动中培养和形成有良好沉降特性的颗粒污泥；(5)在气泡运动特性的干涉下，与自调整旋流气液分离器中阐述的反馈原理相同，多旋流多循环系统依据产气情况的不同，压力场的时均结构也会出现更大的非线性差异，压力场的时均结构随负载不同的自调整性，正是多旋流多循环反应器随负载变化的自适应性；与自调整旋流气液分离器的不同在于本技术中的旋流气液分离器无需有启动辅助沼气提升管，可依据宽负荷的特点，由单个循环系统首先实现启动运行，到产气量大，增加负荷，多循环运行。(6)旋流式布水器均匀分布，且旋流式布水器产生的旋流方向使得俩俩旋流交汇处保持同流向，这样有利于节省运行能量、避免紊流的产生。综上所述，本技术突破了内循环厌氧反应器原有的一些表观现象和观念，针对大型厌氧消化处理的实际情况，具有负载自适应功能、有利于颗粒污泥培养和形成、能将保持高污泥浓度与更均衡污泥负载、强化传质过程有机结合在一起、处理效能高、结构简单、造价和运行成本低的优点，是一种新的大型有机废水厌氧处理设备。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式下面结合实施例并对照附图对本技术作进一步详细说明。本技术包括反应器壳体5、旋流式气液分离器2、倒漏斗形的旋流式布水器11、沼气能量转换装置21、进水总管13和出水管14，反应器壳体5由上反应室6和下反应室10组成，带沼气导管1的气液分离器2安装在上反应室6的顶部，进水总管13安装在下反应室10外的底部，沼气能量转换装置21由主集气罩9、主沼气提升管3、辅集气罩7、辅沼气提升管4和下行循环管8组成，在上反应室6中设置有辅集气罩7，在下反应室10中的上部设置有主集气罩9，旋流式布水器11安装在下反应室10内的下部，进水支管12的一端接进水总管13，另一端穿过下反应室10的侧壁和旋流式布水器11，出口贴在旋流式布水器11的内壁上，在上反应室6的侧壁上安装有出水管14，在主集气罩9内放置有下隔板20，在辅集气罩7内放置有上隔板17，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多旋流自适应多循环厌氧反应器，包括反应器壳体（５）、旋流式气液分离器（２）、倒漏斗形的旋流式布水器（１１）、沼气能量转换装置（２５）、进水总管（１３）和出水管（１４），反应器壳体（５）由上反应室（６）和下反应室（１０）组成，带沼气导管（１）的气液分离器（２）安装在上反应室（６）的顶部，进水总管（１３）安装在下反应室（１０）外的底部，沼气能量转换装置（２５）由主集气罩（９）、主沼气提升管（３）、辅集气罩（７）、辅沼气提升管（４）和下行循环管（８）组成，在上反应室（６）中设置有辅集气罩（７），在下反应室（１０）中的上部设置有主集气罩（９），旋流式布水器（１１）安装在下反应室（１０）内的下部，进水支管（１２）的一端接进水总管（１３），另一端穿过下反应室（１０）的侧壁和旋流式布水器（１１），出口贴在旋流式布水器（１１）的内壁上，在上反应室（６）的侧壁上安装有出水管（１４），其特征在于：在主集气罩（９）内放置有下隔板（２０），在辅集气罩（７）内放置有上隔板（１７），上隔板（１７）和下隔板（２０）将主集气罩（９）、辅集气罩（７）隔成偶数区段，在反应器壳体（５）内外的每一个区段内放置有一套旋流式气液分离器（２）、旋流式布水器（１１）和沼气能量转换装置（２１）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈协，邵希豪，吴九九，
申请(专利权)人：陈协，邵希豪，吴九九，
类型：实用新型
国别省市：36[中国|江西]