[发明专利]三段式沼气反应器

说明书

技术领域

本发明涉及环保技术领域中的废水处理设备，具体而言，涉及一种三 段式沼气反应器。

背景技术

废水的生物处理方法可以分为好氧生物处理方法和厌氧生物处理方法 两大类，其中好氧方法可以处理有机物含量较低，如生活废水和易好氧生 物降解废水等；厌氧处理主要处理难降解废水，但是单纯的厌氧处理很难 达到排放标准，一般后面要接好氧处理。除了生物法处理外，废水处理还 有物化法、膜法、电化学法等等。

废水厌氧生物处理是指在无分子氧的条件下通过厌氧微生物(包括兼 氧微生物)的作用，将废水中各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳 等物质的过程。在厌氧生物处理的过程中，复杂的有机化合物被分解，转 化为简单、稳定的化合物，同时释放能量。其中，大部分的能量以甲烷的 形式出现，这是一种可燃气体，可回收利用。同时仅少量有机物被转化而 合成为新的细胞组成部分，故相对好氧法来讲，厌氧法污泥增长率小得多。

按现有技术，废水厌氧生物处理的前面单元中，采用空气曝气搅拌或 调节，调节水质和水量，预酸化废水，但是经过空气调节后废水中微量的 溶解氧进入厌氧反应器，对厌氧反应器需要绝对厌氧环境的产甲烷菌产生 一定的冲击，影响厌氧反应的氧化还原电位，也对厌氧反应器设备产生一 定的有氧腐蚀，容易出现污泥松散、有机负荷低、处理效果差等问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题：废水厌氧生物处理的预处理过程中，采用 空气曝气搅拌或调节水质和水量，预酸化废水，致使废水中微量的溶解氧 进入厌氧反应器，冲击产甲烷菌的产生，影响厌氧反应的氧化还原电位， 腐蚀厌氧反应器设备，导致污泥松散、有机负荷低、处理效果差。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

三段式沼气反应器，包括第一腔室和第二腔室，所述第一腔室内设预 厌氧区，所述第二腔室内设主厌氧区和甲烷菌分离区，所述主厌氧区内设 有污泥，甲烷菌分离区位于主厌氧区的上方；所述主厌氧区和甲烷菌分离 区之间设有三相分离器，所述甲烷菌分离区经通气管路与预厌氧区连通， 所述预厌氧区经通水管路与主厌氧区连通；所述第一腔室开设与预厌氧区 连通的进水口和分离后沼气出口，所述第二腔室开设与甲烷菌分离区连通 的出水口。

按上述技术方案，本发明所述三段式沼气反应器的工作原理如下：废 水经进水口进入第一腔室的预厌氧区中，在预厌氧区中预处理后的废水经 通水管路进入第二腔室的主厌氧区；废水在主厌氧区中与污泥充分混合反 应，产生沼气，污泥膨胀，沼气搅拌污泥，强化传质效果；沼气和污泥在 三相分离器处进行分离，污泥截留在主厌氧区内，而经过三相分离器分离 后的废水则由出水口流入后续处理单元；沼气由于密度小，继续上升至甲 烷菌分离区，并通过通气管路进入第一腔室的预厌氧区；在预厌氧区，沼 气与废水充分混合，沼气中夹带的细碎产甲烷菌快速吸附和降解废水，使 沼气与产甲烷菌分离，分离后的沼气由分离后沼气出口排出或继续下一步 利用。

通过上述技术方案，本发明采用第二腔室中主厌氧区产生的沼气，经 过通气管路至预厌氧区，经过预厌氧区后的废水经通水管路进入主厌氧区， 发生甲烷菌生物反应，甲烷菌在甲烷菌分离区分离，净化后的废水进入后 续处理单元；从而实现预厌氧区、主厌氧区和甲烷菌分离区的功能分离， 发挥各个功能区的优势效率，并将反应器集成为一体。本发明所述三段式 沼气反应器不仅能全部回收沼气能源、提高甲烷菌群颗粒化率，而且，三 段式沼气反应器具有结构简单、占地面积小、投入成本低、维修率低、动 力消耗低、运行成本低、操作管理简单等优点；具体而言，本发明所述三 段式沼气反应器对有机物的降解率达到90％以上，甲烷菌群颗粒化率提高 了80％以上，设备投资减少50％。

本发明有效地解决了现有技术中因使用空气搅拌而产生的微量的溶解 氧进入厌氧反应器而影响厌氧反应的氧化还原电位及对厌氧反应器设备产 生一定腐蚀的技术问题。

作为本发明对预厌氧区的一种说明，在预厌氧区中，沼气中夹带的细 碎产甲烷菌快速吸附和降解废水，同时，沼气中的绝大部分二氧化碳溶解 于水，提高了废水的碳酸氢盐和碳酸盐碱度，避免挥发性脂肪酸在主厌氧 区的积累。