[发明专利]一种多级自循环厌氧消化反应器及其工作方法

说明书

一种多级自循环厌氧消化反应器，该反应器的一级三相分离器和二级三相分离器都固定安装在罐体中，一级三相分离器和二级三相分离器都是大径端在下小径端在上锥形；二级三相分离器位于一级三相分离器的上方，一级三相分离器的下方为一级反应区，一级反应区下方至罐底的空间为布水混合区，一级三相分离器和二级三相分离器之间为二级反应区，二级三相分离器与罐体顶部之间的空间为沉淀出水区。本发明外部动力辅助多级循环利用沼气射流进入各级反应区，传质与流速的可控性好，强化反应区的气液密度差，快速增强系统循环、混合、搅拌功能，防止底泥沉积，适合高固体含量污水的厌氧发酵，提高可生化性差、高浓度的水质处理效果和效率。

技术领域

本发明涉及一种用于高固体含量污水厌氧消化处理的反应装置，属于厌氧消化反应技术领域，具体是一种多级自循环厌氧消化反应器(Multistage self circulatinganaerobic digestion reactor，M-SC反应器)。

技术背景

针对高固体含量污水的厌氧消化反应器，目前发展形成了常规厌氧反应器(CADT)、全混式反应器(CSTR)、厌氧接触消化器(ACP)、升流式固定床反应器(USR)、塞流式反应器(PFR)等多种形式，这类厌氧消化反应器构造简单，操作运行比较方便，通过水流和沼气上升起到搅拌，或安装搅拌装置进行传质以达到降解污染物的目的。

但是，这类厌氧消化反应器上升流速低，混合、传质效率低，重力作用使底部沉积污泥，特别是高固体含量污水都属于高浓度水质，可生化性较差，浮渣多，应用此类反应器效率非常低，容积负荷较低。

目前，亟需一种高混合、传质快，能够对高固体含量污水实现高效处理的厌氧消化反应器。

发明内容

本发明针对现有厌氧消化反应器的不足，提供一种多级循环传质、流速可控的多级自循环厌氧消化反应器，该反应器可实现多级内部自循环厌氧消化运行模式或外部动力辅助多级自循环厌氧消化运行模式或外部动力辅助增强多级自循环厌氧消化运行模式的任一种或两种或三种的交替运行模式工作，特别适合高固体含量废水的高效厌氧消化处理。

本发明多级自循环厌氧消化反应器，采用以下技术方案：

一种多级自循环厌氧消化反应器，该反应器包括反应器包括罐体、外循环泵、管道射流器、内气水分离器、顶气水分离器、一级三相分离器、二级三相分离器、内导流板、中导流板、气水分离挡板、挡渣板、溢流口、出水堰、控制系统；一级内循环喷头、一级外循环喷头、二级外循环喷头、二级内循环喷头、进水喷头、第一气提上升管、第二气提上升管、回流管、收气管、一级外循环出水管、二级外循环出水管、一级外循环进水管、二级外循环进水管、进水管、U型出水管、排空口、排水管、沼气管、一级内循环管、二级内循环管、管道射流器进水阀、管道射流器出水阀、外循环进水阀、一级外循环出水阀、二级外循环出水阀、一级外循环进水阀、二级外循环进水阀和进水阀；

一级三相分离器和二级三相分离器都固定安装在罐体中，一级三相分离器和二级三相分离器都是大径端在下小径端在上锥形；二级三相分离器位于一级三相分离器的上方，一级三相分离器的下方为一级反应区，一级反应区下方至罐底的空间为布水混合区，一级三相分离器和二级三相分离器之间为二级反应区，二级三相分离器与罐体顶部之间的空间为沉淀出水区；

顶气水分离器安装在罐体顶面，回流管一端连接在顶气水分离器底部，回流管另一端连接在一级内循环管上，一级内循环管上设有多个一级内循环喷头，收气管一端连接在罐体顶面，收气管另一端连接在顶气水分离器上，沼气管一端连接在顶气水分离器顶面，沼气管另一端通过三通管一路与管道射流器连接，另一路为排沼气口；