一种脉冲式二级同心圆折流厌氧水解反应器.pdf

本发明公开了一种脉冲式二级同心圆折流厌氧水解反应器，包括脉冲发生器、同心圆池体、大阻力穿孔布水系统，所述脉冲发生器连接进水管，下端连接同心圆池体，同心圆池体包括第一反应区和位于第一反应区外围的第二反应区，大阻力穿孔布水系统上端连通脉冲发生器，大阻力穿孔布水系统下端延伸到第一反应区底端，所述第一反应区上部设有环形水槽，所述环形水槽底部设有一根以上的下降折流布水管，第二反应区包括位于中部的高效厌氧填料区和位于上部的清水区，第二反应区底部设有一圈污泥斗，第二反应区内清水区的上部外侧边缘设置一圈空槽形成出水槽，出水槽连通一出水管；所述清水区连通一出水回流管，污泥斗上端设有污泥管。

权利要求书
1.  一种脉冲式二级同心圆折流厌氧水解反应器，其特征在于，包括脉冲发生器(1)、同心圆池体、大阻力穿孔布水系统(2)，所述脉冲发生器(1)连接进水管(15)，下端连接同心圆池体，同心圆池体包括第一反应区(9)和位于第一反应区外围的第二反应区(10)，大阻力穿孔布水系统(2)上端连通脉冲发生器(1)，大阻力穿孔布水系统(2)下端延伸到第一反应区(9)底端，所述第一反应区(9)上部设有环形水槽(3)，所述环形水槽(3)底部设有一根以上的下降折流布水管(4)，第二反应区(10)包括位于中部的高效厌氧填料区(5)和位于上部的清水区(11)，第二反应区(10)底部设有一圈外污泥斗(6)，第二反应区(10)内清水区(11)的上部外侧边缘设置一圈出水槽(8)，出水槽(8)连通一出水管(12)；所述清水区(11)连通一出水回流管(13)，外污泥斗(6)上端设有外污泥管(14)，所述外污泥管(14)伸出第二反应区与出水回流管(13)接通连接到回流管(16)上，回流管(16)重新接入脉冲发生器(1)。

2.  根据权利要求1所述的一种脉冲式二级同心圆折流厌氧水解反应器，其特征在于，所述大阻力穿孔布水系统(2)包括中心管，脉冲发生器(1)下端连接中心管通入第一反应区(9)底部。

3.  根据权利要求1所述的一种脉冲式二级同心圆折流厌氧水解反应器，其特征在于，所述环形水槽(3)的直径大于第一反应区(9)的内径。

4.  根据权利要求1所述的一种脉冲式二级同心圆折流厌氧水解反应器，其特征在于，所述大阻力穿孔布水系统包括连接脉冲发生器的中心管和与中心管垂直设置的底管。

5.  根据权利要求1所述的一种脉冲式二级同心圆折流厌氧水解反应器，其特征在于，所述回流管上设有回流泵(7)。

6.  根据权利要求1所述的一种脉冲式二级同心圆折流厌氧水解反应器，其特征在于，所述下降折流布水管(4)通向第二反应区(10)底部。

7.  根据权利要求1所述的一种脉冲式二级同心圆折流厌氧水解反应器，其特征在于，所述第一反应区底部设有内污泥斗(6a)，内污泥斗(6a)上端设有内污泥管(14a)。

说明书一种脉冲式二级同心圆折流厌氧水解反应器
技术领域
本发明涉及一种反应器，特别是一种脉冲式二级同心圆折流厌氧水解反应器。
背景技术
厌氧水解反应器广泛用于高浓度有机废水或难降解有机物废水的预处理。其通过厌氧反应时间的控制，利用反应器内的厌氧微生物，一方面截留污水中非溶解态有机物，使之逐步转变为溶解态有机物，另一方面还可将难生化降解的大分子有机污染物转化为易生物降解的小分子有机物，提高废水的可生化性。厌氧水解预处理作为有机废水预酸化，可为后续完全厌氧反应器提供足够的有机酸；对于难降解有机废水而言，厌氧水解预处理可以提高废水的可生化性，从而提高了后续缺氧、好氧生化工艺单元的效率，降低废水处理成本。
目前，工程上应用较多的厌氧水解反应器主要包括三类：一为机械搅拌式厌氧反应器，二为上流式厌氧污泥床或厌氧滤池，三为折流式厌氧反应器。机械搅拌式厌氧反应器普遍存在能耗大，占地面积大，搅拌器故障率高等缺点；上流式厌氧污泥床或厌氧滤池存在单池容积较小，布水系统复杂，造价昂贵，多个反应器并联管理较复杂等缺点；折流式厌氧反应器存在布水均匀性及泥水混合效果差，传质效率低，隔墙及折板多，土建造价高，容积有效利用率低等缺点。随着我国水环境污染问题日趋严重，越来越多的难降解有机废水排入水环境中，这也给厌氧水解反应器的研究、改进、应用带来了较大的机遇。据文献报道，迄今为止我国环保科技工作者已经开发了一系列上流式、折流式、新型搅拌式厌氧水解反应器。例如重庆大学周健等提出了一种周边布水的三级同心圆的折流式水解反应器，其特点是布水由外环到内环，然而仍然存在泥水混合不完全，厌氧水解效果差，布水管容易堵塞，且结构复杂，造价高，难以工程应用等问题。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种脉冲式二级同心圆折流厌氧水解反应器。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种脉冲式二级同心圆折流厌氧水解反应器，包括脉冲发生器、同心圆池体、大阻力穿孔布水系统，所述脉冲发生器连接进水管，下端连接同心圆池体，同心圆池体包括第一反应区和位于第一反应区外围的第二反应区， 大阻力穿孔布水系统上端连通脉冲发生器，大阻力穿孔布水系统下端延伸到第一反应区底端，所述第一反应区上部设有环形水槽，所述环形水槽底部设有一根以上的下降折流布水管，第二反应区包括位于中部的高效厌氧填料区和位于上部的清水区，第二反应区底部设有一圈污泥斗，第二反应区内清水区的上部外侧边缘设置一圈空槽形成出水槽，出水槽连通一出水管；所述清水区连通一出水回流管，污泥斗上端设有污泥管，所述污泥管伸出第二反应区与出水回流管接通连接到回流管上，回流管重新接入脉冲发生器。
本发明中，所述大阻力穿孔布水系统包括中心管，脉冲发生器下端连接中心管通入第一反应区底部。
本发明中，所述环形水槽的直径大于第一反应区的内径，用于将第一反应区内的水样通过下降折流布水管导入第二反应区。
本发明中，所述大阻力穿孔布水系统包括连接脉冲发生器的中心管和与中心管垂直设置的底管。
本发明中，所述回流管上设有回流泵。
本发明中，所述下降折流布水管通向第二反应区底部，与第二反应区底部的污泥混合，增加水解生化反应效率。
本发明中，所述第一反应区底部设有内污泥斗，内污泥斗上端设有内污泥管。
有益效果：处理过程方面：1、第一反应区采用中心脉冲布水，利用进水间歇性大阻力均匀布水，布水瞬时上升流速大，泥水混合效果好，传质效率高，厌氧水解生化反应效率高；
2、第二反应区高径(宽)比大(2.5～4)，中部设有填料区，因此可以视为环状上流式复式厌氧水解反应器，具有上流式反应器泥水混合充分，水解酸化彻底，同时泥水分离效果好等优点；
3、第一反应区出水通过环形水槽布设的多根下降折流布水管多点布水进入第二反应区进行深度水解酸化，促进大分子非溶态难降解有机物的分段有效降解，同时可在第二反应区中部设置高效厌氧生物填料，有利于水解酸化效率的提升，增加废水的可生化性；
4、第二反应区出水或底部污泥可回流至第一反应区，强化第一、第二反应区的水力搅拌效果，改善厌氧水解酸化效果。
投资运行方面：1、设置两个同心圆柱结构，外环水槽设有多根下降折流布水管，实现多点折流布水，结构简单，土建成本低；
2、第一反应区脉冲均匀布水，布水时间短，速度快，外圈采用多点折流布水，布水均匀，可以起到泥水混合搅拌的作用，水解酸化效果好；
3、两个同心圆柱第一反应区与第二反应区互相独立，避免水解细菌和产甲烷菌相互抑制；
4、无须机械搅拌，动力消耗小，运行成本低。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细说明。
如图1，本发明包括脉冲发生器1、大阻力穿孔布水系统2、环形水槽3、下降折流布水管4、高效厌氧填料区5、内污泥斗6a、、外污泥斗6，回流泵7、出水槽8、第一反应区9、第二反应区10、清水区11、出水管12、出水回流管13、内污泥管14a、外污泥管14、进水管15和回流管16，其中，进水管15连接脉冲发生器1，第一反应区9与第二反应区10组成同心圆池体，第二反应区10位于第一反应区9的外围且底部不相通，脉冲发生器1通过大阻力穿孔布水系统2的中心管连接到第一反应区9底部，第二反应区10中部为高效厌氧填料区5，上部为清水区11，第一反应区9上部设有直径大于第一反应区的环形水槽3，环形水槽3位于第二反应区部分的槽底设有一组通向第二反应区10下部的下降折流布水管4，第二反应区底端设有外污泥斗6，第二反应区10内的清水区11上端外侧设置出水槽8，出水槽8连通出水管12用以排出处理后的废水，清水区11外壁连接出水回流管13，位于外污泥斗6上端的外污泥管伸出第二反应区与出水回流管13接通到回流管16上，回流管16重新接入脉冲发生器1，回流管16上设有回流泵7，用以将出水回流管13与外污泥管14中的水和泥重新泵入脉冲发生器1，第一反应区底部设有内污泥斗6a，内污泥斗6a上端设有内污泥管14a，内污泥管14a用于第一反应区内污泥排出。
本发明的两同心圆柱第一反应区与第二反应区底部不相通，通过上部的环形水槽3相连，环形水槽3直径大于第一反应区9的直径，下降折流布水管4设在第一反应区外侧的环形水槽3底部，通向第二反应区的底部。
本发明在使用时，废水通过进水管15或者回流管16进入脉冲发生器1与回流污泥或回流出水混合，脉冲发生器1通过大阻力穿孔布水系统2间歇性将废水均匀布入第一反应区9，废水与第一反应区底部的污泥充分混合反应，上升的泥水混合液经过环形水槽3收集后，污泥自流回流至第一反应区9，出水经环形水槽3多点布置的下降折流布水管4进入第二反应区10，再次与污泥混合反应，第二反应区10中部设有高效厌氧填料区5，高效厌氧填料区5上部的出水槽8出水直接通过出水管12进入后续反应装置进行处理，填料区5下部的污泥和上部的清水区11的出水经出水回流管13再次回流入脉冲发生器1中，经布水后进入第一反应区9。
实施例1
某印染厂综合废水，经过格栅和初沉调节池之后，通过泵进入脉冲发生器，将废水间歇注入第一反应区底部，大阻力均匀布水，且废水上升流速大，与厌氧污泥充分混合反应，出水经过集水槽收集后经外环水槽内多点下降折流布水管进入第二反应区，泥水混合后再经过填料区生物膜的反应，进行深度水解酸化，出水直接进入后续生化处理系统。工程实践结果表明，废水可生化性明显提高，同时取得较好的泥水分离效果。
处理效果如下：进水COD为800mg/L，NH3-N为25mg/L，TN为45mg/L，TP为6mg/L，色度800倍，B/C＝0.17。经本发明所述的厌氧水解反应器处理之后，出水COD为520mg/L，NH3-N为36mg/L，TN为42mg/L，TP为5.1mg/L，色度160倍，B/C＝0.32。
实施例2
某煤化工园区生产废水，经企业预处理达到三级接管标准进入园区污水处理厂，废水内主要含有苯类物质。
处理效果如下：进水COD为400mg/L，NH3-N为40mg/L，TN为60mg/L，色度300倍，B/C＝0.2。经本发明所述的厌氧水解反应器处理之后，出水COD为300mg/L，NH3-N为50mg/L，TN为54mg/L，色度120倍，B/C＝0.28。
本发明提供了一种脉冲式二级同心圆折流厌氧水解反应器，具体实现该技术方案的 方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。