[发明专利]具有可变水柱的厌氧净化装置

说明书

一种用于净化废水的厌氧净化装置，该厌氧净化装置包括：‑反应器罐(10)，用于在操作时在底部形成污泥层；‑流体入口(12)，用于在操作中将流入物引入反应器罐中，流体入口位于反应器罐(10)的下部；‑至少一个气体收集系统(13)；‑至少一个气液分离装置(30)；‑至少一个上升管(22)，其连接到至少一个气体收集系统(13)并排放到气液分离装置(30)中；‑下降管(24)，其连接到气液分离装置(30)并排放到反应器罐(10)的底部；和‑流体出口(16)，其包括用于在操作中在预定范围内改变反应器罐中的液位(19)的高度的装置，流体出口布置在反应器罐(10)的上部；其中液位控制装置包括：流体阀(15)，用于将反应器罐中的流体的高度控制在预定范围内；液位检测器(17)；气体流量计(33)，用于测量厌氧净化装置中的气体产生速率；和控制单元，用于基于由液位检测器(17)检测到的液位和由气体流量计(33)检测到的气体产生速率中的至少一个来调节流体阀(15)以改变反应器罐(10)中的液位的高度。

技术领域

本发明涉及一种具有可变水高度的用于净化废水的厌氧净化装置。

背景技术

用于净化流体(例如废水)的厌氧净化装置在本领域中是已知的。EP 170 332 B1公开了一种厌氧净化装置，其中使含有有机材料的废水经受其中溶解的有机材料在厌氧条件下分解的过程。流体进入净化装置的反应器罐。当含有溶解物质的流体与位于罐内的生物质接触时，产生气体，更具体地，生物气。产生流体的流通循环，其中流体与产生的气体一起通过上升管(riser pipe)向上推动，它到达位于反应器上方的脱气装置，在其中气体与流体分离，气体离开装置，而流体向下流到反应器底部，以便在循环中再次使用。然而，当向上流动的水和上升的气泡搅动生物质絮凝物和颗粒时，可能发生波动。这可能产生湍流，湍流可能导致过量的生物质被冲出反应器，而大大限制了反应器的负载能力。EP 170 332通过创建在反应器中的不同高度处包括多个气体收集系统的反应器来解决这个问题，以便不将主要的气体负荷放置在最上面的气体收集系统中。

专利EP 1 888 471 B1描述了需要一定的高度H3来将水从反应器的底部隔室提升到顶部隔室。该高度表示位于下降管(downer pipe)内部的点上方的水柱高度，该高度与下降管外部且罐内部的水位高度相同。通过产生的气体将水进行提升。H3的值越高，提升水所需的气体越多。另一方面，H3的值越低，提升水所需的气体越少。

H3的值具有第二效果：它决定了脱气装置中水的势能，并因此决定了将水从脱气装置向下推入底部反应器隔室的重力的量。如果H3的值太低，则需要向下流动的水柱没有足够的力(水头)来克服反应器底部隔室中的阻力。结果，位于反应器上方的脱气装置中的水位将上升并可能溢出。这会导致故障。因此，如EP 1 888 471 B1中所述，需要最低水平的H3。

EP 1 888 471 B1的设计有若干方面需要改进。首先，废水中的污染物浓度对于所有应用是不同的。这意味着对于低浓缩废水，产生的气体很少，因此回收的水很少。另一方面，对于高浓缩废水，产生大量气体并回收大量的水。操作员无法干预这种现象。其次，向下流动到反应器底部隔室的水的阻力不是固定值，而是可以随时间变化，并且对于不同的应用类型是不同的。这主要是由于污泥层(sludge blanket)引起的阻力。污泥层可以是非常致密的(高阻力)或更流动性的(fluid)。操作员也无法干预这种现象。第三，随着H3的值增加，提升的水产生“爆裂(burst up)”的倾向，在流中引起大的冲击/振动和变化。

US2013/319935A1公开了一种用于净化废水的厌氧净化装置，其包括用于分离污泥、水和气体的混合物的分离器，分离器位于装置的上部，其中分离器包括旋流器，反应器中含有固定水平的流体，并且其中使用内部容器调节内部循环，内部容器用作溢流道(overflow)。

因此，需要一种厌氧净化装置，其能够适应不同的COD浓度和污泥层中的不同阻力。

发明内容