[发明专利]一种两段内循环一体式矩形厌氧消化器

说明书

技术领域

本发明涉及一种两段内循环一体式矩形厌氧消化器，属于有机废物处理技术领域。 

背景技术

废水厌氧生物处理技术由于具有容积负荷高、占地面积省、剩余污泥少和运行费用低等优点而被广泛应用于处理高浓度有机废水。它主要是利用厌氧性微生物的代谢特性，在毋须供氧的条件下，以被还原有机物作为受纳体，同时产生可再生能源沼气。厌氧生物反应器是厌氧生物处理工艺的核心载体，厌氧生物反应器的效能反映了厌氧生物处理工程的现有水平。 

近年来厌氧反应器技术发展较快，尤其是自从上世纪70年代Lettinga等发明了升流式厌氧污泥床（UASB）为代表的第二代厌氧反应器，生产性的厌氧反应器已获广泛应用。据不完全统计，截止2001年，世界上已有2000多个不同类型的高效厌氧反应器用于造纸、印染、畜禽、食品等行业高浓度有机废水的处理。目前，随着工业用地的日益紧缺，占地少，负荷高的厌氧反应器的应用呈现上升趋势。因此，开发具有自主知识产权的高效厌氧反应器意义重大。

高效厌氧反应器中混合液的流态直接影响到固-液间传质效果，反应器中若存在沟流和死区会显著降低反应器的有效容积，使得实际水力停留时间远短于理论水力停留时间，影响废水处理的效率和效果。

发明内容

本发明的目的是改善反应器内流态，并在反应器内形成两段水力循环，有效改善反应器水力特性，有效收集沼气等气体。 

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种两段内循环一体式矩形厌氧消化器，包括壳体，其特征在于，壳体的内部空间由下至上至少分为循环反应区及分离区，循环反应区至少包括上下布置的两个循环区，由下至上分别为用于消耗碱度的第一循环区及用于产生碱度的第二循环区，至少在第一循环区内布置一第一布料器，有机废水通过设于壳体上的进料管经由第一布料器直接进入第一循环区内，有机废水在壳体内上升过程中自第一循环区溢出后，部分回流至第一循环区形成第一级循环，剩余部分则进入第二循环区，有机废水在上升过程中自第二循环区溢出后，部分回流至第二循环区形成第二级循环，剩余部分则回流至第一循环区后再经第二循环区形成两级内循环，经由进料管直接进入第一循环区，出第二循环区继续向上的液体及气体进入分离区；

    分离区包括多个集气室，在集气室的上方设有溢流堰，由各个集气室收集的气体统一经由设于壳体顶部的总集气管排出。    

优选地，用于形成所述第一循环区及所述第二循环区的机构的结构相同，包括左右对称布置的折流板，每块折流板均采用渐缩渐扩结构，每块折流板的前、后两侧边缘分别与所述壳体的前侧壁及后侧壁相连，两块折流板间形成所述第一循环区或所述第二循环区，通过两块折流板的渐缩渐扩结构使得所述第一循环区或所述第二循环区形成局部涡旋流态，两块折流板的左右两侧分别与所述壳体的左侧壁及右侧壁间留有回流空间。

优选地，每块所述折流板在中部弯折，弯折处的夹角α为110～130°。

优选地，在所述第二循环区内布置有第二布料器，第二布料器与设于所述壳体上的回流管相连通；

    在所述壳体上设有气体循环管，气体循环管位于所述溢流堰的上方，在启动期和负荷较低时，气体循环管与回流管相连通，由所述集气室收集的气体中的部分通过气体循环管、回流管及第二布料器进入所述第二循环区以增加相间传质。

优选地，在所述壳体上靠近所述溢流堰的位置处设有出水管/液体循环管，进入所述溢流堰的液体或经由出水管/液体循环管直接出水，或者在需要对进水稀释的时候将所述出水管/液体循环管与所述回流管相连通以稀释进入所述壳体内的有机废水。

优选地，所述第一布料器与所述第二布料器的结构相同，包括总进料管，总进料管两侧均连通有多根横管及斜管，位于一侧的横管及斜管由疏到密间隔设置；

所述第一布料器与所述第二布料器布置至所述第一循环区及所述第二循环区内后，所述斜管均处于斜向下状态。

优选地，在所述循环反应区内还设有用于实现导气挡流功能的导气挡流结构，导气挡流结构位于所述第二循环区的上方。

优选地，所述导气挡流结构包括两块呈倒八字形布置的左导流板（9）及右导流板，左导流板及右导流板的前、后侧边缘分别与所述壳体的前侧壁与后侧壁相连；左导流板及右导流板与水平面间的夹角β均为30～45°；左导流板及右导流板水平宽度与导气挡流结构的整体宽度之比均为（0.2～0.3）：1。