申请日2011.12.27
公开(公告)日2012.07.04
IPC分类号C02F9/14; C02F3/28
摘要
本发明公开了一种新型的大豆蛋白废水高效厌氧处理器，包括：混合区：用于将反应器底部的进水、颗粒污泥以及气液分离区回流的泥水混合物混合;厌氧发生区：混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，有机物转化为沼气，泥水混合物被沼气提升至气液分离区;气液分离区：被提升混合物中的沼气在此与泥水分离，沼气被储存起来，泥水混合物则沿着回流管返回至混合区，沉淀区：厌氧发生区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离;所述混合区包括罐体，在所述罐体内设置多个连接有进水管的旋流布水器，所述旋流布水器设置有多个喷嘴，且每个喷嘴的出水方向均与罐体内壁的切线方向相同。改善了反应器中的传质效果，优化了反应器的处理效果。
权利要求书
1.一种新型的大豆蛋白废水高效厌氧处理器，包括：
混合区：用于将反应器底部的进水、颗粒污泥以及气液分离区回流的泥水混合物混 合;
厌氧发生区：混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，有机物转 化为沼气，泥水混合物被沼气提升至气液分离区;
气液分离区：被提升混合物中的沼气在此与泥水分离，沼气被储存起来，泥水混合 物则沿着回流管返回至混合区，
沉淀区：厌氧发生区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离;
其特征是：所述混合区包括罐体，在所述罐体内设置多个连接有进水管的旋流布水 器，所述旋流布水器设置有多个喷嘴，且每个喷嘴的出水方向均与罐体内壁的切线方向相 同。
2.根据权利要求1所述的处理器，其特征是：旋流布水器的个数为4个，且平均分布在 所述罐体内，每个旋流布水器各连接一条进水管。
3.根据权利要求1-2任一项所述的处理器，其特征是：所述每个旋流布水器设有6个喷 嘴，且对称地分布在所述旋流布水器上。
4.根据权利要求3所述的处理器，其特征是：所述回流管的出口设置在旋流布水器的正 上方。
5.根据权利要求1所述的处理器，其特征是：所述厌氧发生区分为第一厌氧区和第二厌 氧区，有机物在第一厌氧区转化为沼气，所述沼气将泥水混合物提升至气液分离区;剩余 部分进入第二厌氧区进行反应。
说明书
一种新型的大豆蛋白废水高效厌氧处理器
技术领域
本发明涉及一种厌氧处理器，更准确地说，涉及一种用于处理大豆蛋白分水的厌氧 处理器。
背景技术
废水厌氧生物技术由于其巨大的处理能力和潜在的应用前景，一直是水处理技术研 究的热点。从传统的厌氧接触工艺发展到现今广泛流行的UASB工艺，废水厌氧处理技 术已日趋成熟。随着生产发展与资源、能耗、占地等因素间矛盾的进一步突出，现有的厌 氧工艺又面临着严峻的挑战，尤其是如何处理生产发展带来的大量高浓度有机废水，使得 研发技术经济更优化的厌氧工艺非常必要。内循环厌氧处理技术(以下简称IC厌氧技术) 就是在这一背景下产生的高效处理技术，它是20世纪80年代中期由荷兰PAQUES公司 研发成功，并推入国际废水处理工程市场，目前已成功应用于土豆加工、啤酒、食品和柠 檬酸等废水处理中。实践证明，该技术去除有机物的能力远远超过普通厌氧处理技术(如 UASB)，而且IC反应器容积小、投资少、占地省、运行稳定，是一种值得推广的高效厌 氧处理技术。
以UASB工艺为代表的第2代厌氧反应器，依靠颗粒污泥的形成和三相分离器的 作用，使污泥在反应器中滞留，实现了SRT>HRT(SRT：Sludge Retention Time，污泥停留 时间，也就是污泥泥龄;HRT：Hydraulic Retention Time，水力停留时间，是指待处理污 水在反应器内的平均停留时间，也就是污水与生物反应器内微生物作用的平均反应时 间。)，从而提高了反应器内污泥浓度，但是反应器的传质过程并不理想。要改善传质效果， 最有效的方法就是提高表面水力负荷和表面产气负荷[4]。然而高负荷产生的剧烈搅动又 会使反应器内污泥处于完全膨胀状态，使原本SRT>HRT向SRT=HRT方向转变，污泥过 量流失，处理效果变差。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种新型的大豆蛋白废水高效厌氧 处理器，改善了反应器中的传质效果，优化了反应器的处理效果。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种新型的大豆蛋白废水高效厌氧处理器， 包括：
混合区：用于将反应器底部的进水、颗粒污泥以及气液分离区回流的泥水混合物混 合;
厌氧发生区：混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，有机物转 化为沼气，泥水混合物被沼气提升至气液分离区;
气液分离区：被提升混合物中的沼气在此与泥水分离，沼气被储存起来，泥水混合 物则沿着回流管返回至混合区，
沉淀区：厌氧发生区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离;
所述混合区包括罐体，在所述罐体内设置多个连接有进水管的旋流布水器，所述旋 流布水器设置有多个喷嘴，且每个喷嘴的出水方向均与罐体内壁的切线方向相同。
优选的是，旋流布水器的个数为4个，且平均分布在所述罐体内，每个旋流布水器 各连接一条进水管。
优选的是，所述每个旋流布水器设有6个喷嘴，且对称地分布在所述旋流布水器上。
优选的是，所述回流管的出口设置在旋流布水器的正上方。
优选的是，所述厌氧发生区分为第一厌氧区和第二厌氧区，有机物在第一厌氧区转 化为沼气，所述沼气将泥水混合物提升至气液分离区;剩余部分进入第二厌氧区进行反应。
本发明的有益效果在于：提高了混合区布水的均匀性，提高了厌氧运行的有机负荷， IC反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内循环，传质效果好，进水有机负荷可超 过普通厌氧反应器的3倍以上。
提高厌氧运行的抗冲击负荷能力，处理低浓度废水(COD=2000～3000mg/L)时，反 应器内循环流量可达进水量的2～3倍;处理高浓度废水(COD=10000～15000mg/L)时， 内循环流量可达进水量的10～20倍。大量的循环水和进水充分混合，使原水中的有害物 质得到充分稀释，大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。
稳定出水水质利于好氧运行，利用二级UASB串联分级厌氧处理，可以补偿厌氧过 程中Ks高产生的不利影响。反应器分级会降低出水VFA浓度，延长生物停留时间，使 反应更加稳定、充分。
附图说明
图1示出了本发明厌氧处理器的工作流程示意图。
图2示出了本发明旋流布水器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
参考图1、图2，本发明的厌氧处理器，由第一UASB反应器3和第二UASB反应器 4串联而成。按功能划分，反应器由下而上共分为5个区：混合区16、第1厌氧区10、 第2厌氧区11、沉淀区12和气液分离区1。
混合区16：反应器底部进水、颗粒污泥和气液分离区回流的泥水混合物有效地在此 区充分混合后再进入到厌氧反应区。底部设有豆清水的进水管7，通过进料泵和电磁流量 计4对其进料进行控制，在其进料的管线上还可以增设一个厌氧罐进料混合器2，进行预 混合;第一厌氧发生区10设有厌氧回流水管5，连接着厌氧罐进料混合器2，多余的出水 通过厌氧回流水管5进入到厌氧罐进料混合器2中，实现了循环回流。所述混合区16包 括罐体9，在所述罐体内设置多个连接有进水管90的旋流布水器91，所述旋流布水器91 设置有多个喷嘴92，且每个喷嘴92的出水方向均与罐体9内壁的切线方向相同。本发明 设有4根进水管90，分别从罐体9的前后两个位置均匀地进入到罐内，4根进水管分别连 接4个旋流布水器91，其在罐内各占四分之一的面积。每个布水器上设有6个旋流喷嘴 92，每个喷嘴92的出水口均与罐体9内壁成切线方向，进水沿着切线方向进入到罐内， 并带动旋流布水器旋转喷流。优选的是，气液分离区引出的回流管15的出口设置在旋流 布水器的正上方，这样回流管15中的流水落下来后就与进水充分的混合，达到了均匀布 水的目的。
第1厌氧发生区10：混合区16形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥的作用下， 大部分有机物转化为沼气。混合液上升流和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈膨胀和流 化状态，加强了泥水的表面接触，污泥由此而保持着较高的活性。随着沼气产量的增多， 一部分泥水混合物被沼气提升至顶部的气液分离区1，剩余的部分可以通过三相分离器13 进行气、液、固三相分离，以进入第2厌氧发生区11。
气液分离区1：被提升混合物中的沼气在此与泥水分离并导出处理系统，沼气通过储 存起来，泥水混合物则沿着回流管15返回到最下端的混合区，与反应器底部的污泥和进 水充分混合，实现了混合液的内部循环。
第2厌氧发生区11：经第1厌氧发生区处理后的废水，除一部分被沼气提升外，其 余的都通过三相分离器13进入第2厌氧区。该区污泥浓度较低，且废水中大部分有机物 已在第1厌氧发生区被降解，因此沼气产生量较少。沼气通过沼气管导入气液分离区1， 对第2厌氧区的扰动很小，这为污泥的停留提供了有利条件。
沉淀区14：第2厌氧发生区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离，上清液由出水管 排走，沉淀的颗粒污泥返回第2厌氧发生区的污泥床。
从IC反应器工作原理中可见，反应器通过2层来实现SRT>HRT，获得高污泥浓度; 通过大量沼气和内循环的剧烈扰动，使泥水充分接触，获得良好的传质效果。
反应器产生的生物气纯度高，CH4为70%～80%，CO2为20%～30%，其它有机物 为1%～5%，可作为燃料用于发电。提高了混合区布水的均匀性，提高了厌氧运行的有 机负荷，IC反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内循环，传质效果好，进水有机 负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。
提高厌氧运行的抗冲击负荷能力，处理低浓度废水(COD=2000～3000mg/L)时，反 应器内循环流量可达进水量的2～3倍;处理高浓度废水(COD=10000～15000mg/L)时， 内循环流量可达进水量的10～20倍。大量的循环水和进水充分混合，使原水中的有害物 质得到充分稀释，大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。
稳定出水水质利于好氧运行，利用二级UASB串联分级厌氧处理，可以补偿厌氧过 程中Ks高产生的不利影响。反应器分级会降低出水VFA浓度，延长生物停留时间，使 反应更加稳定、充分。
综上所述仅为发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申 请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。
