申请日2009.09.17
公开(公告)日2010.03.03
IPC分类号C02F11/02
摘要
本发明涉及一种一体化有机污泥高温微好氧卧式消化反应器，包括反应器本体、控制系统、搅拌系统和设置在反应器底部的曝气系统，所述反应器本体上设有进料口、出料口和放空口，所述反应器本体内设有至少三挡板，所述挡板将反应器本体依次分为进料区、至少两个反应区和出料区，所述进料区与反应区、出料区与反应区底部相通;所述反应区与反应区之间上部相通;且各反应区内分别安装有双层叶片组合式搅拌器。本发明通过好氧菌、兼性菌、厌氧菌的共同作用将挥发性有机物降解，转变成高质量、安全可靠的生物有机肥，本反应器结构紧凑、操作简单、采用地埋或半地埋的方式放置。
权利要求书
1、一体化有机污泥高温微好氧卧式消化反应器，包括反应器本体、控制 系统、搅拌系统和设置在反应器底部的曝气系统，所述反应器本体上设有进料 口、出料口和放空口，其特征在于：所述反应器本体内设有至少三挡板，所述 挡板将反应器本体依次分为进料区、至少两个反应区和出料区，所述进料区与 反应区、出料区与反应区底部相通;所述反应区与反应区之间上部相通;且各 反应区内分别安装有双层叶片组合式搅拌器。
2、根据权利要求1所述的一体化有机污泥高温微好氧卧式消化反应器， 其特征在于：所述组合式搅拌器的上层叶片为径流型的涡轮式叶片，下层叶片 为轴流型的推进式叶片。
3、根据权利要求1或2所述的一体化有机污泥高温微好氧卧式消化反应 器，其特征在于：所述组合式搅拌器叶片的旋转圆周直径与反应区的最窄处宽 度比为0.30-0.60。
4、根据权利要求1或2所述的一体化有机污泥高温微好氧卧式消化反应 器，其特征在于：所述组合式搅拌器的叶片与运动方向呈40°-60°角。
5、根据权利要求1所述的一体化有机污泥高温微好氧卧式消化反应器， 其特征在于：所述反应器本体主体为卧式长方体结构，其长度与宽度之比为2 -4∶1。
6、根据权利要求1或5所述的一体化有机污泥高温微好氧卧式消化反应 器，其特征在于：所述反应器本体的外围设有保温层。
7、根据权利要求1所述的一体化有机污泥高温微好氧卧式消化反应器， 其特征在于：所述曝气系统包括有曝气管、曝气头、压力表;所述曝气管布置 在反应器本体的底部;所述曝气头均匀分布在曝气管上并与曝气管相通。
8、根据权利要求1或7所述的一体化有机污泥高温微好氧卧式消化反应 器，其特征在于：还设有消泡系统，所述消泡系统包括空气消泡管、泡沫剪切 器、喷射口;所述空气消泡管布置在反应器本体的上部，管壁上均匀开有小孔; 所述泡沫剪切器和喷射口装配在反应器本体的顶端。
9、根据权利要求7所述的一体化有机污泥高温微好氧卧式消化反应器， 其特征在于：所述组合式搅拌器的下层叶片与底部曝气管之间的间距为0.2-0.5 倍叶长。
10、根据权利要求1所述的一体化有机污泥高温微好氧卧式消化反应器，其 特征在于：所述反应器本体内设有三挡板，所述三挡板将反应器本体依次分为 进料区、反应区I、反应区II和出料区。
说明书
一体化有机污泥高温微好氧卧式消化反应器
技术领域
本发明属于污水生物处理技术，涉及一种高温微好氧消化反应器，其适用 于含固率4-20%，挥发性有机固体浓度占90%-40%的液态有机固体废弃物，如城 市污泥、家禽养殖厂排放的有机废弃物、厨余、牲口粪便等液态有机物。
背景技术
随着我国社会经济和城市化的发展，城市污水的数量在不断增长。据预测， 2010年我国城市污水排放量将达到440亿m3/d;2020年将达到536亿m3/d。目 前我国污水处理量和处理率虽然不高，但城市污水处理厂每年排放干污泥大约 30万吨，而且还以每年10%的速度增长。我国现有污水处理厂，有很大一部分 污泥处理设施没有有效运行，污泥没有得到妥善处理，致使城市污水处理的最 终问题落到了污泥处理上。因此，如何有效处理污水厂污泥是国际范围内污(废) 水处理领域中所面临的最为重要而复杂的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种一体化有机污泥高温微好氧卧式消化反应 器，通过好氧菌、兼性菌、厌氧菌的共同作用将挥发性有机物降解，转变成高 质量、安全可靠的生物有机肥，本反应器结构紧凑、操作简单、采用地埋或半 地埋的方式放置，美化环境。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案如下：一体化有机污泥高温微好 氧卧式消化反应器，包括反应器本体、控制系统、搅拌系统和设置在反应器底 部的曝气系统，所述反应器本体上设有进料口、出料口和放空口，所述反应器 本体内设有至少三挡板，所述挡板将反应器本体依次分为进料区、至少两个反 应区和出料区，所述进料区与反应区、出料区与反应区底部相通;所述反应区 与反应区之间上部相通;且各反应区内分别安装有双层叶片组合式搅拌器。
本发明为有机污泥的单级高温微好氧消化反应器，利用在自然界中存在的 嗜热菌，在50-60℃高温条件下，进行搅拌混合反应，同时提供曝气，高效去除 有机污泥中有害物质和有机质，将其转变成高质量的、无病原菌的生物有机肥， 并可安全农用。
本发明适用于含固率在4-20%，挥发性有机固体浓度占90%-40%的液态有机 固体废弃物，如城市污泥、家禽养殖厂排放的有机废弃物、厨余、牲口粪便等 液态有机物。由于投入反应器内的污泥浓度高，粘度大，需氧量多，而传质进 入反应器的氧量有限，因此是不完全好氧，而是微好氧状态，即通过好氧菌、 兼性菌、厌氧菌的共同作用将挥发性有机物降解，最终获得稳定的、无害化、 可作为肥料的有机固体，解决了有机污泥最终出路问题。
本发明属于单级反应器，但根据停留时间内部设置有两个或两个以上的反 应区，其结构紧凑、操作简单、占地面积小;而每个反应区内设有一个双层叶 片组合式搅拌器，通过该搅拌器的搅拌，起到混合无死角，达到污泥悬浮作用， 促进微生物吸取有机物和氧气;还可通过搅拌产生的剪切力作用将气体充分分 散，打碎大气泡，使气液均一化，延长气液接触时间，提高氧的传质效率，完 成气液传质过程，从而保证微生物自身氧化反应完全，释放足够热量，确保反 应器的高温状态。
本发明根据实际情况，采取地埋或半地埋的方式来安置本反应器，这样不 仅可以减少热量的损失，而且也可以减少占地面积。
作为本发明的优选实施例：所述组合式搅拌器的上层叶片为径流型的涡轮 式叶片，下层叶片为轴流型的推进式叶片。径流型叶片用于气体分散;轴流型 叶片由于其循环能力强、排出量大，有利于气体分散的特点，同时对固体颗粒 的悬浮操作也十分有效;当底部有分散不良而凝并的气泡进入上部区域后，可 重新被具有高剪切力的涡轮式叶片分散、打碎，延长气相停留时间，提高氧的 传质效率，增加气液传质比表面积。
叶轮的大小影响叶轮的排出流量和动力消耗，本发明反应器中由于污泥浓 度高，黏度大，流动性差，若叶片半径过小，容易造成“圆柱状回转区”;为避 免反应器中轻组分物质集中在搅拌器转轴附近，导致气、液、固分布不均，根 据理论推导和计算，本反应器中涉及的组合式搅拌器中，其叶片的长度与反应 区的最窄处宽度比选择在0.30-0.60之间。
本发明中，所述组合式搅拌器的叶片与运动方向呈40°-60°角;采用上述 结构设计后，其不仅可以起到增加排液量、提高动力效率作用;当叶轮运动时， 除可产生水平环流作用外，还可以产生轴向分流作用。
为使反应器结构更加美观，更符合实际使用的情况，本反应器采用卧式长 方体结构，其长度与宽度之比为2-4∶1。
为保证反应器不受外界气温影响，较少散热量，所述反应器本体的外围设 有保温层。
作为本发明的进一步改进：所述曝气系统包括有曝气管、曝气头、压力表; 所述曝气管布置在反应器本体的底部;所述曝气头均匀分布在曝气管上并与曝 气管相通。其中，曝气头可提供微小气泡，以增加气液相的接触面积和接触时 间，曝气头数量与其服务面积有关;压力表可以监测曝气头是否发生堵塞，以 便及时疏通。本发明在反应初期，有机污泥需要氧量多，曝气量需加大;在反 应后期，有机污泥需氧量少，曝气量需求少。本反应器的曝气系统中还可增设 流量计，用来调节曝气管的流量。
作为本发明的进一步改进：本发明可设有消泡系统，所述消泡系统包括空 气消泡管、泡沫剪切器和喷射口;所述空气消泡管布置在反应器本体的上部， 管壁上均匀开有小孔;所述泡沫剪切器和喷射口连接在反应器本体的顶端。本 消泡系统工作时，通过空气消泡管管壁上的小孔吹出的气体将泡沫打碎;喷射 口可喷射消泡剂，消泡剂喷射到反应器内，通过搅拌器的搅拌均匀分布在整个 液面上，起消泡作用。
本发明中所述组合式搅拌器的下层叶片与底部曝气管之间的间距为 0.2-0.5倍叶长。
