CN203284246U - 一种用于垃圾渗滤液处理的厌氧反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于垃圾渗滤液处理的厌氧反应器，所述厌氧反应器顶部设置有第二层三相分离器，所述厌氧反应器中部还设置有第一层三相分离器，将所述厌氧反应器自上而下分为第二反应室和第一反应室，所述第一层三相分离器用于截留固体，提高所述第一反应室内的污泥浓度，所述第二层三相分离器用于气固液分离，以减少出水带泥。在本实用新型中针对现有技术存在的问题，开发一种适用于焚烧电厂渗滤液处理的高效的厌氧反应器，该反应器具有较大的高径比，容积负荷大，是传统厌氧反应器的1.5～3倍；采用双层三相分离器，相当于两个UASB串联，解决出水带泥问题；采用罐内内循环，节约运行费用等优点用以克服现有技术存在的不足。

Description

一种用于垃圾渗滤液处理的厌氧反应器

技术领域

本实用新型涉及一种应用在高浓度有机废水处理过程中的设备，特别涉及在焚烧电厂垃圾渗滤液处理行业和填埋场渗滤液及其他高浓度有机废水行业应用的高效厌氧生物反应器。 

背景技术

随着生态环境的日益恶化，垃圾的处理成为认为关注的问题之一，生活垃圾是人类日常生活和生产中产生的固体废弃物，由于排出量大，成分复杂多样，给处理和利用带来困难，如不能及时处理或处理不当，就会污染环境，影响环境卫生。垃圾处理就是要把垃圾迅速清除，并进行无害化处理，最后加以合理的利用。当今广泛应用的垃圾处理方法是卫生填埋、高温堆肥和焚烧。垃圾处理的目的是无害化、资源化和减量化。 

在垃圾焚烧过程中，垃圾焚烧厂垃圾储坑的垃圾经过几天发酵腐熟以提高热值后沥出渗滤液，即俗称“渗滤液”。相对于垃圾填埋场而言，焚烧厂的渗滤液属新鲜的原生渗滤液，未经厌氧发酵、水解、酸化过程，有机污染物浓度高，一还有大量其他的金属、无机污染物内含如苯、萘、菲等杂环芳烃化合物、多环芳烃、酚、醇类化合物、苯胺类化合物等难降解化合物，呈黄褐色或灰褐色。 

目前，垃圾渗滤液的处理主工艺基本为调节池、预处理、生化处理及深度处理，其中预处理主要采用混凝沉淀方法，主要是去除较大的悬浮物及胶体物质，生化处理主要包括厌氧及好氧处理方法，厌氧主要是采用第二代厌氧反应器，好氧主要采用A/O工艺或是SBR工艺，膜系统依据排放标准的不同采用超滤、纳滤、反渗透系统。 

厌氧生物反应器是一种利用厌氧微生物处理污水中有机污染物的主要设备之一。其特点是可处理高浓度有机废水、可回收利用沼气、设备占地面积小运行成本低等。厌氧反应器经过100多年的发展，已由完全混合式低负荷第一代反应器，发展为以厌氧接触氧化反应器（AF）工艺和上流式 厌氧污泥床反应器（UASB）为代表的第二代反应器，为进一步增强厌氧微生物与废水的混合与接触，提高负荷及处理效率，人们在其基础上研究和开发了第三代厌氧反应器，代表反应器主要有内循环厌氧反应器（IC）和厌氧膨胀床和流化床（EGSB）。由厌氧反应器的发展历程来看，其处理效率不断提高。在渗滤液处理行业，鉴于渗滤液水质特点，应用最多的还是第二代反应器中UASB工艺，但UASB工艺其停留时间长、占地面积大，因此受期技术与经济指标的双重制约，开发高效厌氧反应器，势在必行。 

目前，传统的处理垃圾渗滤液的厌氧反应器的负荷低，停留时间长，一次性投资大，占地面积大，处理效率低下，出水带泥，且其运行费用及维护费用较高。因此，需要一种特别针对垃圾渗滤液进行处理的具有更高处理效率的厌氧反应器，以克服现有技术存在的不足。 

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。 

本实用新型一方面提供了一种用于污水生物处理的厌氧反应器，所述厌氧反应器顶部设置有第二层三相分离器，所述厌氧反应器中部还设置有第一层三相分离器，将所述厌氧反应器自上而下分为第二反应室和第一反应室，所述第一层三相分离器用于截留固体（污泥），提高所述第一反应室内的固体（污泥）浓度，所述第二层三相分离器用于气固液分离，以减少出水带泥。 

作为优选，所述厌氧反应器的高度为15-25m。 

作为优选，所述厌氧反应器的高径比为1.5-3。 

作为优选，所述第一层三相分离器的顶部设置有集气管网，用于将所述第一反应室产生的气体及气体中夹带的水汽收集后再回流至所述第一反应室底部，以实现所述厌氧反应器内循环。 

作为优选，所述集气管网包括第一层三相分离器集气总管和第一层三相分离器集气支管，所述第一层三相分离器集气支管收集气体之后汇入所述第一层三相分离器集气总管，通过所述第一层三相分离器集气总管进入 罐顶汽水分离器，液体返回所述第一反应室，气体至综合利用装置。 

作为优选，所述第二层三相分离器下面设置有循环水集水箱，所述第一反应室和所述第二反应室处理的渗滤液经收集后进入循环水集水箱，经所述循环水集水箱排出反应器后，返回到反应器底部循环使用，以实现反应器外部循环。 

作为优选，所述循环集水管（经过管道）与外循环水泵连接，所述外循环泵的出水与所述厌氧反应器进水混合分布在反应器底部。 

作为优选，所述厌氧反应器底部设置有布水箱，所述布水箱与反应器中的内循环管相连，所述布水箱上设置4-8个喷嘴。 

作为优选，所述喷嘴的管径为25-50mm。 

作为优选，所述喷嘴与水平方向的角度为20-45°。 

作为优选，所述厌氧反应器底部设置布水管，所述布水管为穿孔管。 

作为优选，所述布水管距离池体底部300-500mm。 

作为优选，所述布水管上穿孔直径为20mm-50mm之间。 

在本实用新型中针对现有技术存在的问题，开发一种适用于焚烧电厂渗滤液处理的高效的厌氧反应器，该反应器具有较大的高径比，容积负荷大，是传统厌氧反应器的1.5～3倍；采用双层三相分离器，相当于两个UASB串联，解决出水带泥问题；采用出水外循环提高罐内上升流速，起到均匀搅拌及保持上层反应室一定的污泥浓度；采用罐内内循环，节约运行费用等优点用以克服现有技术存在的不足。 

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。在附图中， 

图1示出了根据本实用新型的用于垃圾渗滤液处理的内外循环厌氧反应器的结构图。 

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型 可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。 

下面通过实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作具体说明。 

在本实用新型的反应器中，通过调整反应器的高度和半径，使所述反应器具有较大的高径比，反应器的高度适宜范围为15～25m，高径比范围在1.5～3之间，节约占地。 

其次，所述反应器采用双层分离器，把反应器分割成两个反应室，位于下方的为第一反应室，所述第一反应室中污泥浓度高，且容易形成颗粒污泥，故其容积负荷较高，一般可达到6～12kgCOD/m³，第二反应室由于污泥浓度较低，容积积负荷偏低，一般在2～5kgCOD/m³。第一层三相分离器主要分离气固，固体被截留，使第一反应室保持较高的污泥浓度，气体经管道收集后返回至第一反应室。第二层三相分离器专门用于气液固分离，减少出水带泥，反应器顶部设置汽水分离器，用于分离沼气夹带的水汽。 

本实用新型通过采用内外双循环形式提高反应器的容积负荷、处理效率以降低投资及运行成本。具体内循环实施方式是在反应器第一层三相分离器顶部设置集气管网，所述集气管网具有第一层三相分离器集气总管17以及第一层三相分离器集气支管18，集气管网收集的沼气夹带水汽均进入汽水分离器10，水汽及沼气在重力作用下进行分离，沼气进入沼气管网进行综合利用，例如收集得到的沼气通过管道输送至发电机组利用；水汽通过内循环管返回至第一反应室底部，实现反应器内循环。外循环的实施方式是在反应器第一层三相分离器上部，靠近第二层三项分离下面设置循环集水管，循环集水管径依据外循环水量的大小而定，一般为150～350mm，第一、二反应室处理的渗滤液经管道收集后进入循环水集水箱，经过管道与外循环水泵连接，外循环泵出水与厌氧罐进水一起均匀分布在反应器底部，维持反应器的上升流速及缓冲厌氧罐的进水负荷，实现反应器外部循环。此设计较传统的单靠外部循环的厌氧反应器大大的节约了动力运行成本。 

为了克服现有技术中存在的各种问题，本实用新型的高效厌氧反应器在内、外循环的布水系统都做了相应的改进。内循环布水系统采用喷嘴形式，内循环水首先回流至反应器底部的布水箱，布水箱上安插4～8个喷嘴， 每个喷嘴的管径宜为25～50mm，喷嘴与水平方向呈一定的角度，该角度适宜范围为20～45°。外循环的布水系统采用穿孔管布水方式，为避免穿孔管频繁堵塞，设计时尽量放大穿孔直径，直径范围宜在20mm～50mm之间，穿孔布水管距离池体底部宜为300～500mm。一旦进水穿孔管堵塞，设计高压反冲洗管路，冲洗水宜采用电厂消防用水。 

图1示出了根据本实用新型的厌氧反应器的结构图。如图1所示，本实用新型是由反应器底部1、污泥斗斜边2、检查孔3、反应器直壁4、保温层5、第一层三相分离器6、第二层三相分离器7、出水堰8、罐顶9、汽水分离器10、第二层三相分离器集气总管11、第二层三相分离器集气支管12、出水管13、循环集水箱14、循环集水管15、循环泵进水管16、第一层三相分离器集气总管17、第一层三相分离器集气支管18、内循环管19、布水箱20、布水喷嘴21、布水管22、排泥管23组成。 

如图1，本实用新型所述的反应器罐体由反应器底部1、反应器直壁4、罐顶9焊接而成，材质为碳钢，反应器内部采用玻璃钢防腐，反应器外部由保温层5做保温处理。反应器底部采用由反应器底部1及污泥斗斜边2组成的污泥斗，便于反应器排泥。 

在反应器的中部设置第一层三相分离器6，所述第一层三相分离器6的顶部连接第一层三相分离器的集气支管18，所述第一层三相分离器的集气支管18连接于所述第一层三相分离器的集气总管17。所述第一层三相分离器6的顶部分离得到的气体由第一层三相分离器的集气支管18收集后进入第一层三相分离器的集气总管17。所述集气总管17连接于厌氧反应器顶部的汽水分离器10，用于实现水汽分离。 

所述第二层三相分离器顶部设置集气支管12，所述集气支管12连接于所述集气主管11，所述集气支管12将气体收集进入集气主管11，之后进入沼气水封10进行汽水分离。反应器顶部设置出水堰8收集处理后出水，最后由出水管13排入下一个工艺单体。 

在第一层三相分离器6和第二层三相分离器7之间设置循环集水支管15，所述循环支管连接于循环集水箱14，所述集水支管15将水汇至循环集水箱14，循环集水箱接循环泵进水管16实现外部循环。 

经第一反应室和第二反应室处理后的液体通过内循环管19流至布水箱20，通过布水喷嘴21均匀分布在反应器底部，实现液体的内循环。 

本实用新型工作的原理如下：渗滤液进水经过布水管网22进行穿孔布水后，与反应器底部污泥充分混合反应，渗滤液、污泥及其反应产生的沼气通过第一层三相分离器6进行第一次分离，颗粒污泥被截留在第一反应室，絮状污泥通过三相分离器进入第二反应室，继续进行反应，反应后，气固液经过第二层三相分离器7进行三项分离，有机污泥被截留在第二反应室，无机污泥通过三相分离器随出水进入出水堰8，通过出水管13进入下一个单体。 

第一反应室产生的沼气与第二反应室产生的沼气分别通过第一层三相分离器集气总管17、第一层三相分离器集气支管18和第二层三相分离器集气总管11、第二层三相分离器集气支管12进入汽水分离器10进行汽水分离，沼气通过管道进行综合利用，液体通过内循环管19流至布水箱20，通过布水喷嘴21均匀分布在反应器底部。 

所述渗滤液进水经过布水管网22进行穿孔布水后，与反应器底部污泥充分混合反应，渗滤液、污泥及其反应产生的沼气进入第二反应室后，有机污泥被截留，经所述第二层三相分离器分离后，得到的渗滤液经所述循环集水管15收集后进入循环集水箱14，所述循环集水箱14通过内循环管19将所述渗滤液输送至所述布水箱20，所述布水箱20通过设置于布水箱20周围的布水喷嘴21将所述渗滤液回流到所述第一反应室内，实现所述渗滤液以及液体的内循环，作为优选，该内循环布水系统采用喷嘴形式，内循环水首先回流至反应器底部的布水箱，具体地，在所述布水箱20上安插4～8个喷嘴，每个喷嘴的管径宜为25～50mm，喷嘴与水平方向呈一定的角度，该角度适宜范围为20～45°。 

此外，所述集水箱14上还设置循环泵进水管16，15收集后进入循环集水箱14，然后通过循环泵进水管16进入外部循环泵，所述外部循环泵的出水管接至布水管22与进水同时进入反应器底部进行均匀布水。具体地，所述布水管22采用穿孔管布水方式，为避免穿孔管频繁堵塞，设计时尽量放大穿孔直径，直径范围宜在20mm～50mm之间，穿孔布水管距离池体底部宜为300～500mm。本实用新型解决了反应器占地面积大、一次性投资高、处理效率低、运行费用高、操作维护困难等问题。且本实用新型产气率高，沼气综合利用，产生更多的经济效益。 

在本实用新型中针对现有技术存在的问题，开发一种适用于焚烧电厂 渗滤液处理的高效的厌氧反应器，该反应器具有较大的高径比，容积负荷大，是传统厌氧反应器的1.5～3倍；采用双层三相分离器，相当于两个UASB串联，解决出水带泥问题；采用出水外循环提高罐内上升流速，起到均匀搅拌及保持上层反应室一定的污泥浓度；采用罐内内循环，节约运行费用等优点用以克服现有技术存在的不足。 

本实用新型有益效果是： 

（1）厌氧反应器的高径比增大，传统厌氧反应器的高径比基本为1:1，而该高效厌氧反应器的高径比范围可在1.5～3之间，而且该高效厌氧反应器的容积负荷较高，停留时间较短，故可大大的节约占地。 

（2）该反应器容积负荷较高，传统厌氧的容积负荷一般为3～4kgCOD/m³，停留时间为10～12天，而该反应器的总容积负荷约为5～7kgCOD/m³，停留时间约为6～9天，节约一次性投资。 

（3）采用内外循环方式稀释进水、缓冲进水容积负荷，较传统单靠外循环的反应器节约运行成本。 

（4）采用高压水冲洗布水管路的方式，较靠机械方法疏通堵塞管路的方法期维护、维修更方便快捷。 

（5）有机污染物去除效率高，传统厌氧工艺其COD去除率基本在70%～80%之间，吨渗滤液沼气产生量约为10～12Nm³，而该高效厌氧反应器的COD去除率基本都在85%～93%以上，吨渗滤液沼气产生量约为14～18Nm³，增加沼气发电量，带来经济利益。 

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。 

Claims (13)

1.一种用于垃圾渗滤液处理的厌氧反应器，所述厌氧反应器顶部设置有第二层三相分离器，其特征在于，所述厌氧反应器中部还设置有第一层三相分离器，将所述厌氧反应器自上而下分为第二反应室和第一反应室，所述第一层三相分离器用于截留固体，提高所述第一反应室内的固体浓度，所述第二层三相分离器用于气固液分离，以减少出水带泥。 

2.根据权利要求1所述的厌氧反应器，其特征在于，所述厌氧反应器的高度为15-25m。 

3.根据权利要求1所述的厌氧反应器，其特征在于，所述厌氧反应器的高径比为1.5-3。 

4.根据权利要求1所述的厌氧反应器，其特征在于，所述第一层三相分离器的顶部设置有集气管网，用于将所述第一反应室产生的气体及气体中夹带的水汽收集后再回流至所述第一反应室底部，以实现所述厌氧反应器内循环。 

5.根据权利要求4所述的厌氧反应器，其特征在于，所述集气管网包括第一层三相分离器集气总管和第一层三相分离器集气支管，所述第一层三相分离器集气支管收集气体之后汇入所述第一层三相分离器集气总管，通过所述第一层三相分离器集气总管进入罐顶汽水分离器，液体返回所述第一反应室，气体至综合利用装置。 

6.根据权利要求1所述的厌氧反应器，其特征在于，所述第二层三相分离器下面设置有循环水集水箱，所述第一反应室和所述第二反应室处理的渗滤液经收集后进入循环水集水箱，经所述循环水集水箱排出反应器后，返回到反应器底部循环使用，以实现反应器外部循环。 

7.根据权利要求6所述的厌氧反应器，其特征在于，所述循环集水管与外循环水泵连接，所述外循环泵的出水与所述厌氧反应器进水混合分布在反应器底部。 

8.根据权利要求1所述的厌氧反应器，其特征在于，所述厌氧反应器底部设置有布水箱，所述布水箱与反应器中的内循环管相连，所述布水箱上设置4-8个喷嘴。 

9.根据权利要求8所述的厌氧反应器，其特征在于，所述喷嘴的管径为25-50mm。 

10.根据权利要求8所述的厌氧反应器，其特征在于，所述喷嘴与水平方向的角度为20-45°。 

11.根据权利要求1所述的厌氧反应器，其特征在于，所述厌氧反应器底部设置布水管，所述布水管为穿孔管。 

12.根据权利要求11所述的厌氧反应器，其特征在于，所述布水管距离池体底部300-500mm。 

13.根据权利要求11所述的厌氧反应器，其特征在于，所述布水管上穿孔直径为20mm-50mm之间。