[发明专利]一种外循环大高径比颗粒污泥厌氧反应器系统

说明书

本发明公开了一种外循环大高径比颗粒污泥厌氧反应器系统，涉及废水厌氧处理技术领域。本发明包括均质调节罐、厌氧反应器、厌氧反应器系统出水分配管、化学品投加管道、射流混合系统、一级DUO型全覆盖多通道三相分离器、二级DUO型全覆盖多通道三相分离器、厌氧出水收集管、“锅状”脉冲布水系统、双路脉冲供料系统、第一厌氧反应区、第二厌氧反应区、第三厌氧反应区、第四厌氧反应区。本发明避免了在处理诸如含高浓度钙离子造纸废水中出现的布水系统堵塞问题，同时可避免“锅状”布水系统内部产生强烈的旋流，防止布水狭缝堵塞；相对于IC内循环厌氧反应器的对比分析而言，具有更稳定、高效的处理效果，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于废水厌氧处理技术领域，特别是涉及一种外循环大高径比颗粒污泥厌氧反应器系统，广泛适用于可可形成良好厌氧颗粒污泥的高浓度有机废水厌氧处理领域，如食品加工废水、酿酒废水、制浆造纸生产废水、柠檬酸生产废水、生物发酵制药废水、某些化工类废水等。

背景技术

厌氧处理工艺在工业废水中有着非常广泛的应用，市场上的厌氧工艺主要分为低速厌氧反应器(低容积负荷率)和高速厌氧反应器(高容积负荷率)，其中低速厌氧反应器主要包括UASB(上流式厌氧污泥床)、CSTR(连续搅拌厌氧反应器)、ABR(折流板式厌氧反应器)等，高速厌氧反应器主要包括EGSB(颗粒污泥膨胀床)、IC(内循环厌氧反应器)以及类似的衍生厌氧反应器类型。从国内厌氧工艺的应用情况和研究情况来看，IC内循环厌氧反应器是国内环保企业、科研机构研究和应用最多的高速厌氧反应器。IC厌氧反应器技术源自荷兰的一家环保技术公司，其本质上是两个叠加的UASB厌氧反应器，该厌氧反应器的最大特点是容积负荷率高、可向高空发展从而达到节约占地的目的，这也满足了部分欧洲国家占地紧张需要节省污水处理厂占地面积的需求。IC厌氧反应器技术自二十年前被引入中国市场后，吸引了国内环保企业和科研机构的极大兴趣，目前国内超过95％的厌氧技术供应商都可提供IC内循环厌氧反应器技术。

IC内循环厌氧反应器的主要组成部件包括：倒伞形狭缝布水系统、第一层倒三角式三相分离器、第二层倒三角式三相分离器、混合液/沼气上升管、顶部旋流沼气脱气罐、顶部废气收集盖板、出水循环分配立管。然而，IC内循环厌氧反应器毕竟是两个UASB的竖向叠加，尽管在高容积负荷率、底部具有内循环引发的高效混合效果等方面有非常好的性能，但在保留厌氧污泥不流失方面的性能却不尽人意，尤其是当废水特性而造成厌氧颗粒污泥粒径较小的情况下，往往厌氧污泥流失比较严重。下面将多年来就IC内循环厌氧反应器应用过程中存在的主要问题总结如下：

1、IC内循环厌氧反应器应用场景最广的造纸行业，由于近年来造纸行业节约用水导致的废水中钙离子浓度高，进而导致颗粒污泥钙化、厌氧反应器内部上升管和下降管道以及倒伞形狭缝布水系统严重结垢堵塞，最终导致IC厌氧反应器效率下降，这已然成为该行业废水厌氧处理最大的难题；

2、IC内循环厌氧反应器内的液体和沼气上升流速过高(可达20m/h以上)，反应器内的颗粒污泥完全依赖自身的重量保留在厌氧反应器内，那些初形成的颗粒较小的厌氧颗粒污泥常常会被冲出厌氧反应器。当废水厌氧处理过程中生成大粒型厌氧颗粒污泥的速率小于小粒型厌氧颗粒污泥的流失速率时，会造成IC内循环厌氧反应器内部厌氧颗粒污泥总量的减少，从而导致IC厌氧内循环厌氧反应器处理效率的下降；

3、IC内循环厌氧反应器顶部常规采用溢流堰的出水收集模式，当出水堰板调整的水平度出现偏差或长时间运行过程中堰板固定松脱，都会造成出水的不均匀现象。

4、常规IC内循环厌氧反应器采用常压模式，顶部与大气相通，通过顶部盖板收集厌氧出水散逸出的废气需要处理；

5、IC内循环厌氧反应器缺乏沼气储存和稳压装置系统，必需配备沼气稳压柜，增加了沼气安全利用的风险点。