一种多级涡流自循环厌氧反应器及其工作方法技术

多级涡流自循环厌氧反应器，该反应器的一级三相分离器、二级三相分离器和三级三相分离器都安装在罐体中，二级三相分离器位于一级三相分离器上方，三级三相分离器位于二级三相分离器上方，一级三相分离器下方为一级反应区，一级反应区下方至罐底的空间为布水混合区，一级三相分离器和二级三相分离器之间为二级反应区，二级三相分离器和三级三相分离器之间为三级反应区，三级三相分离器与罐体顶部之间为沉淀出水区。本发明专利技术可实现多级内部涡流自循环运行模式或外部动力辅助多级涡流自循环运行模式或外部动力辅助增强多级涡流自循环运行模式的任一种或两种或三种的交替运行模式工作，特别适合高、中、低浓度污水的厌氧高效处理。

A multistage vortex self circulation anaerobic reactor and its working method

A multistage eddy current self-circulating anaerobic reactor consists of a first-stage three-phase separator, a second-stage three-phase separator and a third-stage three-phase separator. The second-stage three-phase separator is located above the first-stage three-phase separator, the third-stage three-phase separator is located above the second-stage three-phase separator, and the first-stage three-phase separator is below the first-stage three-phase separator. In the reaction zone, the space from the bottom of the tank to the lower part of the first reaction zone is the water distribution and mixing zone, the second reaction zone is between the first three-phase separator and the second three-phase separator, the third reaction zone is between the second three-phase separator and the third three-phase separator, and the third three-phase separator and the top of the tank is the precipitation and effluent zone. The invention can realize either one or two or three alternative operation modes of multi-stage internal vortex self-circulation operation mode, external power-assisted multi-stage vortex self-circulation operation mode or external power-assisted multi-stage vortex self-circulation operation mode, and is especially suitable for high, medium and low concentration sewage anaerobic high-efficiency treatment.

【技术实现步骤摘要】
一种多级涡流自循环厌氧反应器及其工作方法
本专利技术涉及一种用于高、中、低浓度污水厌氧处理的反应装置，属于厌氧反应
，具体是一种多级涡流自循环厌氧反应器(Multistagevortexselfcirculationanaerobicreactor，MV-SC反应器)。
技术介绍
针对中高浓度污水处理的生物厌氧反应器，目前发展形成了厌氧滤池(AF)、厌氧流化床和膨胀床反应器(AFBR)、升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧折流板反应器(ABR)、膨胀颗粒污泥床(EGSB)、内循环厌氧反应器(IC)、上流式污泥床过滤器(UBF)、上流厌氧复合反应器(UAMR)、上流式多级厌氧反应器(UMAR)等等多种形式的反应器。其中AF、AFBR、UASB、ABR、UBF这类反应器存在上升流速低，混合、传质效率低，抗负荷冲击能力差，进水PH需控制严格等诸多问题，另外的EGSB、IC、UAMR、UMAR这类反应器，虽然上升流速快，但都属于上升沉流式的反应器，需要颗粒污泥启动和运行才能发挥其效率，然而又受制于对PH、温度的严格控制，否则颗粒污泥容易解体，造成跑泥严重，系统抗负荷冲击能力差。
技术实现思路
本专利技术针对现有污水厌氧处理反应器的不足，提供一种多级涡流自循环厌氧反应器，该反应器实现了多种运行模式的多级涡流自循环传质，增强了系统反应区浓度梯度，循环流速快且量大，可以用絮状污泥启动，反应器对PH和温度耐受区间宽，系统抗负荷冲击能力强，进水可以连续进水也可脉冲式进水，反应器在进水与间歇时，均能结合工况与水质特点，采用多级内部涡流自循环运行模式或外部动力辅助多级涡流自循环运行模式或外部动力辅助增强多级涡流自循环运行模式的任一种或两种或三种的交替运行模式，特别适合高、中、低浓度污水的厌氧高效处理。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：多级涡流自循环厌氧反应器，该反应器为柱状的罐体结构，包括罐体、外循环泵、内气水分离器、一级气水分离器、二级气水分离器、一级三相分离器、二级三相分离器、三级三相分离器、一级外循环喷头、二级内循环喷头、三级内循环喷头、进水喷头、一级上升管、二级上升管、三级上升管、一级回流管、二级回流管、进水管、外循环进水管、外循环出水管、沼气管、管道射流器、内导流板、中导流板、出水堰、进水阀、管道射流器进水阀、管道射流器出水阀、外循环进水阀、控制系统；一级三相分离器、二级三相分离器和三级三相分离器都安装在罐体中，二级三相分离器位于一级三相分离器上方，三级三相分离器位于二级三相分离器上方，一级三相分离器下方为一级反应区，一级反应区下方至罐底的空间为布水混合区，一级三相分离器和二级三相分离器之间为二级反应区，二级三相分离器和三级三相分离器之间为三级反应区，三级三相分离器与罐体顶部之间为沉淀出水区，内气水分离器安装在二级反应区，一级三相分离器顶端通过管道与内气水分离器连通，外循环出水管一端连接在内气水分离器上，另一端与外循环泵的进口连接，外循环泵的出口通过三通管一路经过外循环进水阀连接至外循环进水管，另一路经过管道射流器进水阀与管道射流器的进口连接，管道射流器的出口经过管道射流器出水阀连接至外循环进水管，外循环进水管上安装有多个一级外循环喷头；外循环进水管设置于布水混合区；一级气水分离器安装在罐体顶端，一级上升管下端连接在内气水分离器顶部，上端通过水平管连入一级气水分离器的中部，一级回流管一端连接在一级气水分离器底部，另一端连接至位于二级反应区的二级内循环喷头；二级气水分离器安装在罐体顶端，二级上升管下端连接在二级三相分离器顶部，上端通过水平管连入二级气水分离器的中部，二级回流管一端连接在二级气水分离器底部，另一端连接至位于三级反应区的三级内循环喷头；三级三相分离器由多块倒V型板上下错层布置而成，最上层各个倒V型板顶端分别通过管道与三级上升管下端连通，三级上升管上端通过水平管连入二级气水分离器的中部，沼气管一端连接在一级气水分离器和二级气水分离器顶部，另一端通过三通管一路连接至管道射流器的进气口，另一路为排沼气口；进水管设置于布水混合区，进水管上安装有进水阀和进水喷头；所述内导流板和中导流板均为与罐体同圆心的圆弧型，内导流板和中导流板将布水混合区从罐体中心向外依次划分内旋混区、中旋混区和外旋混区。进一步的，所述内导流板直接固定在罐底，中导流板通过支撑脚固定在罐底；内导流板和中导流板的数量均≥2片，每片所述内导流板和中导流板的弧长均≤1/4圆周，各个内导流板均匀分布在圆周上，各个中导流板也均匀分布在圆周上，内导流板和中导流板交错布置。进一步的，还包括控制系统，控制系统与外循环泵、进水阀、排泥阀、管道射流器进水阀、管道射流器出水阀和外循环进水阀连接以实现自动控制。进一步的，还包括第一锥形挡流环和第二锥形挡流环；所述一级三相分离器为大径端在下小径端在上的锥形，一级三相分离器大径端与管壁之间为第一环形通道；所述二级三相分离器为大径端在下小径端在上的锥形，二级三相分离器大径端与管壁之间为第二环形通道；第一锥形挡流环设置在第一环形通道下方，第一锥形挡流环大径端在上小径端在下，第一锥形挡流环大径端固定在管壁上；第二锥形挡流环设置在第二环形通道下方，第二锥形挡流环大径端在上小径端在下，第二锥形挡流环大径端固定在管壁上。进一步的，内气水分离器中与一级三相分离器顶端连接的管道出口高于外循环出水管与内气水分离器连接一端的管口。进一步的，一级外循环喷头的射流方向、二级内循环喷头的射流方向、三级内循环喷头的射流方向和进水喷头的射流方向均相同且均沿罐体横截面的割线方向；所述一级上升管上端的水平管管口射流方向沿一级气水分离器横截面的割线方向，二级上升管上端的水平管管口射流方向沿二级气水分离器横截面的割线方向。进一步的，所述外循环进水管为十字形，一级外循环喷头安装在十字形外循环进水管的各个管臂上，进水管为十字形，进水喷头安装在十字形进水管的各个管臂上，十字形外循环进水管和十字形进水管交叉布置。进一步的，还包括环形出水堰，环形出水堰设置在罐体上端管壁上，罐体为上端敞口或密闭，出水管一端连接在环形出水堰，另一端连接至罐体外。所述的多级涡流自循环厌氧反应器的工作方法，运行时，进水由进水阀的启闭控制，通过进水管连接的进水喷头进入布水混合区，进水为连续进水或者脉冲式进水，反应器在进水与间歇时，均能结合工况与水质特点，采用多级内部涡流自循环运行模式、外部动力辅助多级涡流自循环运行模式或外部动力辅助增强多级涡流自循环运行模式的任一种或两种或三种的交替运行模式；反应器按多级内部涡流自循环运行模式工作时，控制进水阀开启，原水通过进水管和进水喷头进入布水混合区并在一级反应区产生沼气，一级反应区内气、液、固混合水经过内气水分离器由一级上升管气提上升到一级气水分离器，固、液混合水通过一级回流管从二级内循环喷头射出进入二级反应区推动混合液形成涡流旋转下沉，一部分从第一环形通道下沉回流至一级反应区，再次与布水混合区新进水混合后产生沼气，再次被气提形成无限次周而复始的一级反应区与二级反应区内部涡流自循环工作；另一部分混合液上升进入二级三相分离器下方，被沼气形成的气提作用，由二级上升管气提上升到二级气水分离器，气、固、液混合水通过二级回流管从三级内循环喷头射出进入三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多级涡流自循环厌氧反应器，该反应器为柱状的罐体结构，其特征在于，包括罐体(1)、外循环泵(7)、内气水分离器(8)、一级气水分离器(9)、二级气水分离器(10)、一级三相分离器(11)、二级三相分离器(12)、三级三相分离器(13)、一级外循环喷头(14)、二级内循环喷头(15)、三级内循环喷头(16)、进水喷头(17)、一级上升管(18)、二级上升管(19)、三级上升管(20)、一级回流管(21)、二级回流管(22)、进水管(30)、外循环进水管(34)、外循环出水管(38)、沼气管(39)、管道射流器(23)、内导流板(27)、中导流板(28)、出水堰(29)、进水阀(31)、管道射流器进水阀(35)、管道射流器出水阀(36)、外循环进水阀(37)、控制系统(40)；一级三相分离器(11)、二级三相分离器(12)和三级三相分离器(13)都安装在罐体(1)中，二级三相分离器(12)位于一级三相分离器(11)上方，三级三相分离器(13)位于二级三相分离器(12)上方，一级三相分离器(11)下方为一级反应区(3)，一级反应区(3)下方至罐底的空间为布水混合区(2)，一级三相分离器(11)和二级三相分离器(12)之间为二级反应区(4)，二级三相分离器(12)和三级三相分离器(13)之间为三级反应区(5)，三级三相分离器(13)与罐体(1)顶部之间为沉淀出水区(6)，内气水分离器(8)安装在二级反应区(4)，一级三相分离器(11)顶端通过管道与内气水分离器(8)连通，外循环出水管(38)一端连接在内气水分离器(8)上，另一端与外循环泵(7)的进口连接，外循环泵(7)的出口通过三通管一路经过外循环进水阀(37)连接至外循环进水管(34)，另一路经过管道射流器进水阀(35)与管道射流器(23)的进口连接，管道射流器(23)的出口经过管道射流器出水阀(36)连接至外循环进水管(34)，外循环进水管(34)上安装有多个一级外循环喷头(14)；外循环进水管(34)设置于布水混合区(2)；一级气水分离器(9)安装在罐体(1)顶端，一级上升管(18)下端连接在内气水分离器(8)顶部，上端通过水平管连入一级气水分离器(9)的中部，一级回流管(21)一端连接在一级气水分离器(9)底部，另一端连接至位于二级反应区(4)的二级内循环喷头(15)；二级气水分离器(10)安装在罐体(1)顶端，二级上升管(19)下端连接在二级三相分离器(12)顶部，上端通过水平管连入二级气水分离器(10)的中部，二级回流管(22)一端连接在二级气水分离器(10)底部，另一端连接至位于三级反应区(5)的三级内循环喷头(16)；三级三相分离器(13)由多块倒V型板上下错层布置而成，最上层各个倒V型板顶端分别通过管道与三级上升管(20)下端连通，三级上升管(20)上端通过水平管连入二级气水分离器(10)的中部，沼气管(33)一端连接在一级气水分离器(9)和二级气水分离器(10)顶部，另一端通过三通管一路连接至管道射流器(23)的进气口，另一路为排沼气口；进水管(30)设置于布水混合区(2)，进水管(30)上安装有进水阀(31)和进水喷头(17)；所述内导流板和中导流板均为与罐体同圆心的圆弧型，内导流板和中导流板将布水混合区从罐体(1)中心向外依次划分内旋混区(24)、中旋混区(25)和外旋混区(26)。...

【技术特征摘要】
1.多级涡流自循环厌氧反应器，该反应器为柱状的罐体结构，其特征在于，包括罐体(1)、外循环泵(7)、内气水分离器(8)、一级气水分离器(9)、二级气水分离器(10)、一级三相分离器(11)、二级三相分离器(12)、三级三相分离器(13)、一级外循环喷头(14)、二级内循环喷头(15)、三级内循环喷头(16)、进水喷头(17)、一级上升管(18)、二级上升管(19)、三级上升管(20)、一级回流管(21)、二级回流管(22)、进水管(30)、外循环进水管(34)、外循环出水管(38)、沼气管(39)、管道射流器(23)、内导流板(27)、中导流板(28)、出水堰(29)、进水阀(31)、管道射流器进水阀(35)、管道射流器出水阀(36)、外循环进水阀(37)、控制系统(40)；一级三相分离器(11)、二级三相分离器(12)和三级三相分离器(13)都安装在罐体(1)中，二级三相分离器(12)位于一级三相分离器(11)上方，三级三相分离器(13)位于二级三相分离器(12)上方，一级三相分离器(11)下方为一级反应区(3)，一级反应区(3)下方至罐底的空间为布水混合区(2)，一级三相分离器(11)和二级三相分离器(12)之间为二级反应区(4)，二级三相分离器(12)和三级三相分离器(13)之间为三级反应区(5)，三级三相分离器(13)与罐体(1)顶部之间为沉淀出水区(6)，内气水分离器(8)安装在二级反应区(4)，一级三相分离器(11)顶端通过管道与内气水分离器(8)连通，外循环出水管(38)一端连接在内气水分离器(8)上，另一端与外循环泵(7)的进口连接，外循环泵(7)的出口通过三通管一路经过外循环进水阀(37)连接至外循环进水管(34)，另一路经过管道射流器进水阀(35)与管道射流器(23)的进口连接，管道射流器(23)的出口经过管道射流器出水阀(36)连接至外循环进水管(34)，外循环进水管(34)上安装有多个一级外循环喷头(14)；外循环进水管(34)设置于布水混合区(2)；一级气水分离器(9)安装在罐体(1)顶端，一级上升管(18)下端连接在内气水分离器(8)顶部，上端通过水平管连入一级气水分离器(9)的中部，一级回流管(21)一端连接在一级气水分离器(9)底部，另一端连接至位于二级反应区(4)的二级内循环喷头(15)；二级气水分离器(10)安装在罐体(1)顶端，二级上升管(19)下端连接在二级三相分离器(12)顶部，上端通过水平管连入二级气水分离器(10)的中部，二级回流管(22)一端连接在二级气水分离器(10)底部，另一端连接至位于三级反应区(5)的三级内循环喷头(16)；三级三相分离器(13)由多块倒V型板上下错层布置而成，最上层各个倒V型板顶端分别通过管道与三级上升管(20)下端连通，三级上升管(20)上端通过水平管连入二级气水分离器(10)的中部，沼气管(33)一端连接在一级气水分离器(9)和二级气水分离器(10)顶部，另一端通过三通管一路连接至管道射流器(23)的进气口，另一路为排沼气口；进水管(30)设置于布水混合区(2)，进水管(30)上安装有进水阀(31)和进水喷头(17)；所述内导流板和中导流板均为与罐体同圆心的圆弧型，内导流板和中导流板将布水混合区从罐体(1)中心向外依次划分内旋混区(24)、中旋混区(25)和外旋混区(26)。2.如权利要求1所述的多级涡流自循环厌氧反应器，其特征在于，还包括第一锥形挡流环(96)和第二锥形挡流环(95)；所述一级三相分离器(11)为大径端在下小径端在上的锥形，一级三相分离器(11)大径端与管壁之间为第一环形通道；所述二级三相分离器(12)为大径端在下小径端在上的锥形，二级三相分离器(12)大径端与管壁之间为第二环形通道；第一锥形挡流环(96)设置在第一环形通道下方，第一锥形挡流环(96)大径端在上小径端在下，第一锥形挡流环(96)大径端固定在管壁上；第二锥形挡流环(95)设置在第二环形通道下方，第二锥形挡流环(95)大径端在上小径端在下，第二锥形挡流环(95)大径端固定在管壁上。3.如权利要求2所述的多级涡流自循环厌氧反应器，其特征在于，还包括控制系统(48)，控制系统(40)与外循环泵(7)、进水阀(31)、排泥阀(33)、管道射流器进水阀(35)、管道射流器出水阀(36)和外循环进水阀(37)连接以实现自动控制。4.如权利要求1～3任意一项所述的多级涡流自循环厌氧反应器，其特征在于，所述内导流板直接固定在罐底，中导流板通过支撑脚固定在罐底；内导流板(27)和中导流板(28)的数量均≥2片，每片所述内导流板(27)和中导流板(28)的弧长均≤1/4圆周，各个内导流板(27)均匀分布在圆周上，各个中导流板(28)也均匀分布在圆周上，内导流板(27)和中导流板(28)交错布置。5.如权利要求1～3任意一项所述的多级涡流自循环厌氧反应器，其特征在于，内气水分离器(8)中与一级三相分离器(11)顶端连接的管道出口高于外循环出水管(38)与内气水分离器(8)连接一端的管口。6.如权利要求1～3任意一项所述的多级涡流自循环厌氧反应器，其特征在于，一级外循环喷头(14)的射流方向、二级内循环喷头(15)的射流方向、三级内循环喷头(16)的射流方向和进水喷头(17)的射流方向均相同且均沿罐体(1)横截面的割线方向；所述一级上升管(18)上端的水平管管口射流方向沿一级气水分离器(9)...

【专利技术属性】
技术研发人员：林应强，卢誉远，熊庆明，周淑珍，林叶俊龙，
申请(专利权)人：南宁绿智环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45