一种小通量供气循环搅拌的厌氧反应方法及反应器技术

一种小通量供气循环搅拌的厌氧反应方法，包括如下步骤：污泥颗粒加入到厌氧反应器内部；将污水由进水口通入厌氧反应器内，污水与污泥颗粒混合发生厌氧反应，产生的沼气通过三相分离器分离后部分通过沼气罐收集，另一部分通过压缩机增压后通入气提管和曝气装置内，泥水混合物顺水流方向进入气提管内，并有顶部出口喷出，做圆周运动呈漩涡状回流至底部，与进水混合后在曝气装置的作用下循环发生厌氧反应。本发明专利技术在提高泥水混合效果的前提下也不会破坏污泥絮凝体，且传质效率更高，反应速率高，污水COD去除率达到90%以上，本发明专利技术装置结构简单，建设成本低。

An anaerobic reaction method and reactor with small flux air supply and circulation agitation

The invention relates to an anaerobic reaction method of small flux air supply circulation agitation, which comprises the following steps: sludge particles are added into the anaerobic reactor; sewage is introduced into the anaerobic reactor from the water inlet, and the anaerobic reaction occurs when the sewage and sludge particles are mixed, and the biogas generated is separated by a three-phase separator, part of which is collected by the biogas tank, and the other part is pressurized by a compressor, and then enters the stripping pipe and In the aeration device, the mud water mixture enters the stripping pipe along the water flow direction, and is ejected from the top outlet. It flows back to the bottom in a circular motion in a whirlpool. After mixing with the water inlet, anaerobic reaction occurs under the action of the aeration device. Under the premise of improving the mixing effect of mud and water, the invention will not damage the sludge flocculent, and has higher mass transfer efficiency, high reaction rate, and more than 90% COD removal rate of sewage. The device of the invention has simple structure and low construction cost.

【技术实现步骤摘要】
一种小通量供气循环搅拌的厌氧反应方法及反应器
本专利技术涉及一种厌氧反应方法及所用反应器，属于水处理

技术介绍
厌氧生物处理技术作为处理废水的重要手段，可去除水中高浓度有机污染物。厌氧生物处理技术的去除负荷高、操作易控、运行成本低和占地面积少等特点，使其在环境领域得到了成功应用。厌氧反应器是厌氧生物处理技术的核心载体，是维持各类厌氧和兼氧微生物活动的重要场所。迄今，已经研发了多种厌氧反应器。影响厌氧反应效率的主要因素包括泥水混合效果和污泥性状。泥水混合效果越好，微生物与污水的接触面积越大，生物处理效能就越高；污泥性状主要是指污泥絮凝体和颗粒化，大量繁殖的细菌微生物与污水中已有的有机、无机悬浮物聚集形成絮凝体，絮凝体紧密形成，其吸附能力增强，提高去除有机污染物的效果。提高泥水混合效果的手段主要是搅拌，现有的搅拌方式一般采用带有螺旋桨的电动搅拌器，此方式可以使泥水迅速混合，但是螺旋桨地快速运转导致厌氧罐中易出现气穴现象，这样会干扰絮凝物的形成过程，即使泥水混合均匀，污泥结构却遭到破坏，且搅拌装置的搅拌扰动效果越好，对细菌共生的絮凝物破坏越大，对于厌氧效果也就不可避免地产生影响。因此，现在一些厌氧发生器采用产气进行竖向的泥水混合与内循环，这样避免了对污泥性状的破坏，但由于单纯的竖向流化无法兼顾水平向的泥水混合，依旧会造成泥水混合不均，为解决此问题，此类厌氧发生器多建造成高塔状，且高径比极大，可达4：1~8：1，故只需竖向流化及循环水动力流化。但建造这样形状的反应器的一大弊端是保温代价太大，同时这样的结构，建造费用也变得高昂，维护成本也相应的增加了。由此可见，良好的泥水混合与好的污泥絮体形成与颗粒化之间存在一个矛盾点，泥水充分混合需要一个持续稳定的作用力，循环水量越大，对作用力的要求必然越高；然而为了不破坏絮体的形成过程，水流剪切需较小。为使二者达到平衡，需要改进厌氧反应器的搅拌方式。目前，本行业研发一种曝气装置用作反应器内的搅拌器，由微小气泡扰动水体达到混合效果，但是，其气通量过大，未解决污泥性状的问题。
技术实现思路
本专利技术为克服现有技术弊端，提供一种小通量供气循环搅拌的厌氧反应方法及反应器，在厌氧反应器内设置管式气提管，利用反应产生的沼气压缩后通入气提管中，泥水混合物在气流作用下进入气提管中，再由气提管出口喷出沿反应器内壁做螺旋流动，在提高泥水混合效果的前提下也不会破坏污泥絮凝体，且传质效率更高，反应速率高。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小通量供气循环搅拌的厌氧反应方法，所述厌氧反应方法包括如下步骤：a、污泥颗粒由厌氧反应器底部的进水口加入到厌氧反应器内部；b、将污水由进水口通入厌氧反应器内，污水与污泥颗粒混合发生厌氧反应，反应产生的气体通过厌氧反应器顶部的三相分离器分离，分离的气体部分进入沼气罐收集，另一部分气体增压后分别通入厌氧反应器底部中心位置的曝气装置内和设置在厌氧反应器一侧的气提管内；c、气提过程：不断向厌氧反应器内通入污水，产生的气体持续通入曝气装置和气提管内，在曝气装置的作用下，污水与污泥颗粒充分混合反应，产生的泥水混合物在水流方向进入气提管内，并通过气提管底部的气体分布器由下至上被提升，泥水混合物在气提管顶部出口处水平喷出；d、内循环厌氧过程：由气提管喷出的部分泥水混合物沿厌氧反应器内壁做圆周向心运动并呈漩涡状向下流动，再次回到厌氧反应器底部与污水进水混合，再次与污泥发生厌氧反应，产生的泥水混合物沿水流方向再次进入气提管内，形成内循环厌氧反应；另一部分泥水混合物通过三相分离器分离后由出水口排出；e、循环通气：内循环厌氧反应持续进行，经三相分离器分离出的气体部分通入沼气池收集，另一部分分别通入曝气装置和气提管内，循环持续通气。上述小通量供气循环搅拌的厌氧反应方法，所述压缩机压缩气体通过气体分布器通入气提管内的通气量≤2m3/（m·h）。足够的通气量保证泥水混合物由气提管底部提升至顶部，并水平喷出沿厌氧反应器侧壁做螺旋运动。一种小通量供气循环搅拌的厌氧反应器，所述厌氧反应装置包括厌氧反应器、进水口、三相分离器、压缩机、曝气装置、气提管、气体分布器及出水口，所述进水口和出水口分别设置在所述厌氧反应器底部和顶部的一侧，所述气提管设置有若干个，设置在厌氧反应器内部、远离进水口的一侧，所述气体分布器单独设置在每个所述气提管进口处，喷气口垂直向上朝向气提管内，所述气体分布器与设置在所述厌氧反应器外部的压缩机连接，所述三相分离器设置在所述厌氧反应器内的顶部中间位置，所述三相分离器的排气口与压缩机连接，经过压缩机压缩增压后的气体分别通过管道通入气体分布器和曝气装置内，所述曝气装置设置在厌氧反应器内部的底部中心位置。上述小通量供气循环搅拌的厌氧反应器，若干个所述气提管沿所述厌氧反应器半径方向并列设置一排，相邻两个气提管之间的安装距离至少为所述气提管直径的一半，距离厌氧反应器中心最近的一个气提管与厌氧反应器中心轴的距离大于厌氧反应器半径的一半。上述小通量供气循环搅拌的厌氧反应器，所述气提管的进口和出口分别采用弯头，进口弯头与出口弯头朝向相反，出口弯头的出口方向与气提管所沿的厌氧反应器的半径方向垂直。上述小通量供气循环搅拌的厌氧反应器，所述气提管进口与出口分别位于所述厌氧反应器的底部和顶部。上述小通量供气循环搅拌的厌氧反应器，所述厌氧反应器为竖向设置的圆筒型反应器，其侧壁的底部还设置有污泥排出口。上述小通量供气循环搅拌的厌氧反应器，所述气体分布器设置为莲蓬头形状，其穿过所述气提管进口弯头底部设置于所述气提管内。上述小通量供气循环搅拌的厌氧反应器，所述曝气装置为一个或多个曝气盘，单个曝气盘设置在厌氧反应器底部中心位置，若为多个曝气盘组合使用，则多个曝气盘在厌氧反应器底部沿圆周方向布置一圈，总体直径为厌氧反应器半径的1/10-1/8。上述小通量供气循环搅拌的厌氧反应器，所述曝气装置为曝气软管盘绕而成的曝气圆环。本专利技术的有益效果是：①采用额外的气提流化，可以保证竖向及水平向的泥水混合物完全混合，改善了质量传递，提高了污染物质的去除效果，且不需要建造高径比极大的高塔外壳。②通过气提流化，实现污泥与水体的微混合，为污泥絮体的形成及颗粒化提供了良好环境，运行将更加稳定。③气提可产生极大的内循环量（只需很小的供气量），自我调节能力强，对于进水波动有很高的缓冲能力。④厌氧反应器的比表面积较小，保温代价相对较小。附图说明下面结合附图对专利技术作进一步说明。图1为本专利技术整体装置结构示意图；图2为气提部分结构示意图；图3为气提管在反应器内布置俯视结构示意图。图中：1、厌氧反应器；2、进水口；3、三相分离器；4、压缩机；5、曝气装置；6、气提管；6-1、进口弯头；6-2、出口弯头；7、气体分布器；8、出水口；9、污泥排出口；10、沼气罐。具体实施方式本专利技术在厌氧反应器内部设置若干个气提管，泥水混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小通量供气循环搅拌的厌氧反应方法，其特征在于：所述厌氧反应方法包括如下步骤：/na、污泥颗粒由厌氧反应器（1）底部的进水口（2）加入到厌氧反应器内部；/nb、将污水由进水口通入厌氧反应器内，污水与污泥颗粒混合发生厌氧反应，反应产生的气体通过厌氧反应器顶部的三相分离器（3）分离，分离的气体部分进入沼气罐（10）收集，另一部分气体增压后分别通入厌氧反应器底部中心位置的曝气装置（5）内和设置在厌氧反应器一侧的气提管（6）内；/nc、气提过程：不断向厌氧反应器内通入污水，产生的气体持续通入曝气装置和气提管内，在曝气装置的作用下，污水与污泥颗粒充分混合反应，产生的泥水混合物在水流方向进入气提管内，并通过气提管底部的气体分布器（7）由下至上被提升，泥水混合物在气提管顶部出口处水平喷出；/nd、内循环厌氧过程：由气提管喷出的部分泥水混合物沿厌氧反应器内壁做圆周向心运动并呈漩涡状向下流动，再次回到厌氧反应器底部与污水进水混合，再次与污泥发生厌氧反应，产生的泥水混合物沿水流方向再次进入气提管内，形成内循环厌氧反应；另一部分泥水混合物通过三相分离器分离后由出水口（8）排出；/ne、循环通气：内循环厌氧反应持续进行，经三相分离器分离出的气体部分通入沼气池收集，另一部分分别通入曝气装置和气提管内，循环持续通气。/n...

【技术特征摘要】
1.一种小通量供气循环搅拌的厌氧反应方法，其特征在于：所述厌氧反应方法包括如下步骤：
a、污泥颗粒由厌氧反应器（1）底部的进水口（2）加入到厌氧反应器内部；
b、将污水由进水口通入厌氧反应器内，污水与污泥颗粒混合发生厌氧反应，反应产生的气体通过厌氧反应器顶部的三相分离器（3）分离，分离的气体部分进入沼气罐（10）收集，另一部分气体增压后分别通入厌氧反应器底部中心位置的曝气装置（5）内和设置在厌氧反应器一侧的气提管（6）内；
c、气提过程：不断向厌氧反应器内通入污水，产生的气体持续通入曝气装置和气提管内，在曝气装置的作用下，污水与污泥颗粒充分混合反应，产生的泥水混合物在水流方向进入气提管内，并通过气提管底部的气体分布器（7）由下至上被提升，泥水混合物在气提管顶部出口处水平喷出；
d、内循环厌氧过程：由气提管喷出的部分泥水混合物沿厌氧反应器内壁做圆周向心运动并呈漩涡状向下流动，再次回到厌氧反应器底部与污水进水混合，再次与污泥发生厌氧反应，产生的泥水混合物沿水流方向再次进入气提管内，形成内循环厌氧反应；另一部分泥水混合物通过三相分离器分离后由出水口（8）排出；
e、循环通气：内循环厌氧反应持续进行，经三相分离器分离出的气体部分通入沼气池收集，另一部分分别通入曝气装置和气提管内，循环持续通气。


2.根据权利要求1所述的小通量供气循环搅拌的厌氧反应方法，其特征在于：所述压缩机压缩气体通入气提管内的通气量≤2m3/（m·h）。


3.一种用于权利要求1-2任一项所述的小通量供气循环搅拌的厌氧反应器，其特征在于：所述厌氧反应装置包括厌氧反应器（1）、进水口（2）、三相分离器（3）、压缩机（4）、曝气装置（5）、气提管（6）、气体分布器（7）及出水口（8），所述进水口和出水口分别设置在所述厌氧反应器底部和顶部的一侧，所述气提管（6）设置有若干个，设置在厌氧反应器内部、远离进水口的一侧，所述气体分布器（7）单独设置在每个所述气提管进口处，喷气口垂直向上朝向气提管内...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，维克·恩格拜，鄢紫，
申请(专利权)人：恩格拜武汉生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42