螺旋对称流厌氧反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种螺旋对称流厌氧反应器，包括布水区、反应区、三相分离区，所述的反应器由下至上分别为布水区、反应区、三相分离区；所述的布水区包括底板、下柱体，所述的底板上表面连接下柱体；所述的反应区包括中柱体，所述的中柱体包括旋流反应区、自由空域区；所述的自由空域区内设有回流管；所述的三相分离区的外壳由下至上分别为锥体、上柱体、盖板。本实用新型专利技术布水均匀、不易堵塞、趋于平推流态、处理效率高、液固传质效果好、耐有机负荷冲击能力强、减少中间产物抑制，能有效持留颗粒污泥和可回收碱度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属废水处理
，特别是涉及ー种螺旋对称流厌氧反应器。
技术介绍
当前，エ业废水中高浓度有机废水的有效治理是废水处理领域的难题之一，也是实现COD(化学需氧量)减排任务的关键。高浓度有机废水一般是指由造纸、皮革、食品等行业排出的COD在2000mg/L以上的废水，这些废水中含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白质、纤维素等有机物，如果直接排放，会造成水体缺氧等严重水体污染。一般的物理化学法对高浓度有机废水的处理效果不佳，厌氧生物法是目前处理高浓度有机废水效果较好也较成熟的方法，它主要是利用厌氧性微生物的代谢特性，在毋须 提供外援能量的条件下，以被还原有机物作为受纳体，同时产生有能源价值的甲烷气体。近年来厌氧反应器技术发展较快，特别是自从1974年Lettings等专利技术了升流式厌氧污泥床(UASB)为代表的第二代厌氧反应器，厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)和厌氧内循环反应器(IC)为代表的第三代厌氧反应器以来，生产性的厌氧反应器已获广泛应用。据不完全统计，截止2001年，世界上已有2000多个不同类型的高效厌氧反应器用于啤酒、造纸、淀粉、化エ、酒精等高浓度エ业废水的处理。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供ー种螺旋对称流厌氧反应器，布水均匀、不易堵塞、趋于平推流态、处理效率高、液固传质效果好、耐有机负荷冲击能力强、減少中间产物抑制，能有效持留颗粒污泥和可回收碱度。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供ー种螺旋对称流厌氧反应器，包括布水区、反应区、三相分离区，所述的反应器由下至上分别为布水区反应区、三相分离区；所述的布水区包括底板、下柱体，所述的底板上表面连接下柱体；所述的下柱体下部一侧设有清空ロ，中部一侧设有倒喇叭ロ形进料管，上端设有同心锥布水器；所述的反应区包括中柱体，所述的中柱体包括旋流反应区、自由空域区；所述的旋流反应区内部由下至上螺旋对称布置有第一旋流板、第二旋流板、第三旋流板，所述的第一旋流板下侧为第一集气室，所述的第一集气室ー侧设有第一排气管，所述的第一集气室内且位于第一排气管下方设有循环旋流管第一段，所述的第二旋流板下侧第一旋流板上侧为第二集气室，所述的第ニ集气室ー侧设有第二排气管，所述的第二集气室内且位于第二排气管下方设有循环旋流管第二段，所述的第三旋流板下侧第二旋流板上侧为第三集气室，所述的第三集气室ー侧设有第三排气管，所述的第三集气室内且位于第三排气管下方设有循环旋流管第三段，所述的循环旋流管第一段上端连接循环旋流管第二段下端，所述的循环旋流管第二段上端连接循环旋流管第三段下端；所述的自由空域区内设有回流管；所述的三相分离区的外壳由下至上分别为锥体、上柱体、盖板，所述的上柱体内中部设有锯齿形溢流堰，所述的锯齿形溢流堰下方设有沉淀区，上方为第四集气室，所述的锯齿形溢流堰下部一侧设有出水管；所述的盖板中轴线位置设有排气管，所述的排气管下端连接倒喇叭形三相分离器，所述的倒喇叭形三相分离器上设有气压平衡孔，所述的气压平衡孔位于盖板和锯齿形溢流堰之间。所述的布水区与反应区之间、反应区与三相分离区之间均通过法兰连接。所述的同心锥布水器上端与布水区上端齐平，且四个锥角由高度相同、大小由大至小的4个同心锥依次相套组成，四个锥角04、的大小为7. 5° 32. 5°。所述的反应区高径比为I : 4 6 ;所述的旋流反应区和自由空域区体积比为I 3 5。所述的循环旋流管第一段、循环旋流管第二段、循环旋流管第三段螺旋对称布置，相邻的循环旋流管段落相互错开120°螺旋上升。所述的第一集气室、第二集气室、第三集气室螺旋对称布置，相邻的集气室相互错开120°螺旋上升。 所述的第一排气管、第二排气管、第三排气管螺旋对称布置，相邻的排气管相互错开120°螺旋上升，所述的第一排气管、第二排气管、第三排气管分别离第一旋流板、第二旋流板、第三旋流板与中柱体外壁最高交点处距离大于或等于5cm。所述的第一旋流板、第二旋流板、第三旋流板螺旋对称布置，相邻的旋流板相互错开120°螺旋上升；所述的第一旋流板、第二旋流板、第三旋流板与中柱体的夹角为30° 40。。所述的循环旋流管第一段、循环旋流管第二段、循环旋流管第三段均与中柱体相切。所述的锥体直径D2小于中柱体直径D1，且D2 D1 = O. 5 0.8，所述的倒喇叭ロ形三相分离器的倒喇叭ロ直径d2大于锥体直径D2，且小于上柱体直径Clpid2 も=0.5 0. 6。本技术的开发结合了厌氧消化三阶段理论(水解发酵阶段、产氢产こ酸阶段和产甲烷阶段)，集成了传质学理论、流态技术和生物反应器工程技木。本技术布水区采用同心锥布水方式，改善了反应器的布水效果；反应器采用三块螺旋对称板布置方式，既保持了功能菌群的相对固定，又強化了液固(基质和微生物)传质和平推流态；分离区采用紧缩结构，既有效消除分离区的旋流，又大大減少了分离区的体积；反应器采用分段集气，既降低了气泡的尾流携帯，避免颗粒污泥的大量洗出，又減少了中间产物的抑制作用；反应器设置回流管和与反应区中柱体相切的循环旋流管，既回收了碱度，又強化了反应器的液固传质和平推流态。本技术螺旋对称流厌氧反应器，所述的反应器由下至上包括布水区、反应区和三相分离区。各区之间采用法兰连接，方便安装和检修。所述的布水区采用同心锥布水器，该同心锥与反应器同属中心对称结构，可以通过调节各同心锥的锥角实现反应区整个截面上的均匀布水；同时该布水器具有不易堵塞、耐水カ冲击能力强、易维护等优点。所述的反应区部分的旋流反应区利用三个旋流板将旋流反应区分为三段，在每个旋流板下方分别设有集气室，通过排气管排出气体，減少了因产气所致的各段颗粒污泥交流，保持了功能菌群的相对固定，并且減少了中间产物抑制，有效的迎合了厌氧消化三阶段理论；旋流板空间分割作用，促进了反应区局部的全混流态，同吋，每块旋流板下方分别设有循环旋流管，強化了反应区的平推流态，使反应器整体流态为“局部全混流、整体平推流”。所述的反应区的自由空域区对反应器的稳定运行具有重要意义。在自由空域区内，终端沉速较大的颗粒污泥从气泡尾涡中脱落下来，返回至旋流反应区；反之，终端沉速较小的颗粒污泥随气泡尾涡夹带至三相分离区，在此大部分被洗出反应器，从而实现颗粒污泥的优胜劣汰和新老更替，由此有效地维系了反应器的稳定运行。所述的三相分离区的颈缩结构(截面积直径由D1突变为D2)，它显著地消弱了流体由自由空域区进入三相分离区锥体的旋流运动，減少了进入三相分离区的流体总动能，最大限度地持留了反应区内的颗粒污泥，这ー紧缩结构还大大減少了三相分离区的总体积，提闻了反应器的有效容积效率。有益效果本技术与现有技术相比，具有以下有益效果I)同心锥布水器具有布水均匀、不易堵塞、耐水カ冲击能力强、易维护等综合性倉泛;2)旋流反应区强化了反应区的传质和平推流态，使反应器整体流态呈现“局部全混流、整体平推流”;3)自由空域区有效地实现了颗粒污泥的优胜劣汰和新老更替，很好地维系了反应器的稳定运行；4)三相分离区具有分离效果好、体积小等优势；5)反应区设置了回流管，可根据需要回收产甲烷阶段的碱度、调节反应区的PH值。本技术反应器适合中、高浓度有机废水的处理。经运试，其容积负荷能高达IOOkg 本文档来自技高网...

【技术保护点】
螺旋对称流厌氧反应器，包括布水区(31)、反应区(32)、三相分离区(33)，其特征在于：所述的反应器由下至上分别为布水区(31)、反应区(32)、三相分离区(33)；所述的布水区包括底板(26)、下柱体(24)，所述的底板(26)上表面连接下柱体(24)；所述的下柱体(24)下部一侧设有清空口(25)，中部一侧设有倒喇叭口形进料管(1)，上端设有同心锥布水器(2)；所述的反应区(32)包括中柱体(8)，所述的中柱体(8)包括旋流反应区(34)、自由空域区(35)；所述的旋流反应区(34)内部由下至上螺旋对称布置有第一旋流板(3)、第二旋流板(6)、第三旋流板(7)，所述的第一旋流板(3)下侧为第一集气室(27)，所述的第一集气室(27)一侧设有第一排气管(22)，所述的第一集气室(27)内且位于第一排气管(22)下方设有循环旋流管第一段(23)，所述的第二旋流板(6)下侧第一旋流板(3)上侧为第二集气室(28)，所述的第二集气室(28)一侧设有第二排气管(5)，所述的第二集气室(28)内且位于第二排气管(5)下方设有循环旋流管第二段(4)，所述的第三旋流板(7)下侧第二旋流板(6)上侧为第三集气室(29)，所述的第三集气室(29)一侧设有第三排气管(20)，所述的第三集气室(29)内且位于第三排气管(20)下方设有循环旋流管第三段(21)，所述的循环旋流管第一段(23)上端连接循环旋流管第二段(4)下端，所述的循环旋流管第二段(4)上端连接循环旋流管第三段(21)下端；所述的自由空域区(35)内设有回流管(9)；所述的三相分离区(33)的外壳由下至上分别为锥体(19)、上柱体(18)、盖板(14)，所述的上柱体(18)内中部设有锯齿形溢流堰(12)，所述的锯齿形溢流堰(12)下方设有沉淀区(10)，上方为第四集气室(16)，所述的锯齿形溢流堰(12)下部一侧设有出水管(17)；所述的盖板(14)中轴线位置设有排气管(15)，所述的排气管(15)下端连接倒喇叭形三相分离器(11)，所述的倒喇叭形三相分离器(11)上设有气压平衡孔(13)，所述的气压平衡孔(13)位于盖板(14)和锯齿形溢流堰(12)之间。...

【技术特征摘要】
1.螺旋对称流厌氧反应器，包括布水区(31)、反应区(32)、三相分离区(33)，其特征在于所述的反应器由下至上分别为布水区(31)、反应区(32)、三相分离区(33);所述的布水区包括底板(26)、下柱体(24)，所述的底板(26)上表面连接下柱体(24);所述的下柱体(24)下部一侧设有清空ロ(25)，中部一侧设有倒喇叭ロ形进料管(I)，上端设有同心锥布水器(2);所述的反应区(32)包括中柱体(8)，所述的中柱体(8)包括旋流反应区(34)、自由空域区(35);所述的旋流反应区(34)内部由下至上螺旋对称布置有第一旋流板(3)、第ニ旋流板(6)、第三旋流板(7)，所述的第一旋流板(3)下侧为第一集气室(27)，所述的第一集气室(27) —侧设有第一排气管(22)，所述的第一集气室(27)内且位于第一排气管(22)下方设有循环旋流管第一段(23)，所述的第二旋流板(6)下侧第一旋流板(3)上侧为第二集气室(28)，所述的第二集气室(28) —侧设有第二排气管(5)，所述的第二集气室(28)内且位于第二排气管(5)下方设有循环旋流管第二段(4)，所述的第三旋流板(7)下侧第二旋流板(6)上侧为第三集气室(29)，所述的第三集气室(29) —侧设有第三排气管(20)，所述的第三集气室(29)内且位于第三排气管(20)下方设有循环旋流管第三段(21)，所述的循环旋流管第一段(23)上端连接循环旋流管第二段(4)下端，所述的循环旋流管第二段(4)上端连接循环旋流管第三段(21)下端；所述的自由空域区(35)内设有回流管(9);所述的三相分离区(33)的外壳由下至上分别为锥体(19)、上柱体(18)、盖板(14)，所述的上柱体(18)内中部设有锯齿形溢流堰(12)，所述的锯齿形溢流堰(12)下方设有沉淀区(10)，上方为第四集气室(16)，所述的锯齿形溢流堰(12)下部一侧设有出水管(17);所述的盖板(14)中轴线位置设有排气管(15)，所述的排气管(15)下端连接倒喇叭形三相分离器(11)，所述的倒喇叭形三相分离器(11)上设有气压平衡孔(13)，所述的气压平衡孔(13)位于盖板(14)和锯齿形溢流堰(12)之间。2.如权利要求I所述的螺旋对称流厌氧反应器，其特征在干所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小光，徐晓雪，薛罡，崔彦召，刘宁，刘洪波，黄丹平，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：实用新型
国别省市：