一種集截留污泥、加熱及循環功能于一體的厭氧循環系統的制作方法

本發明屬于厭氧生物處理領域，尤其涉及一種集截留污泥、加熱及循環功能于一體的厭氧循環系統。

背景技術：

厭氧生物處理技術是在厭氧條件下通過厭氧菌的作用，將廢水中的有機物轉化為甲烷和二氧化碳的過程，大致分為4個階段：水解階段、酸化階段、產氫產乙酸階段和產甲烷階段。厭氧生物處理技術在無需提供外援能量的條件下，以被還原有機物作為受氫體，同時產生有能源價值的甲烷氣體，與好氧生物技術相比較，厭氧生物處理技術具有明顯的優勢和十分廣闊的發展和應用前景：(1)容積負荷高，第三代厭氧反應器如IC容積負荷可高達15～20kg/(m³·d)，遠超好氧處理技術容積負荷0.4～1.0kg/(m³·d)，在同等條件下，節省占地面積；(2)運行耗能低，好氧活性污泥法每去除1000kgCOD耗電(1.44～3.6)×10⁸J，每去除1000kgCOD耗電(2.52～5.4)×10⁷J；(3)剩余污泥少，產甲烷菌的產率Y為0.03kgVSS/kgCOD，而好氧微生物的產率約為0.25～0.6kgVSS/kgCOD；(4)可回收資源多，每去除1kgCOD可產生0.35m³的甲烷，可用于鍋爐或發電，厭氧反應器內產生的顆粒污泥可以作為接種污泥銷售，從而獲得一定的經濟利益。

雖然厭氧處理技術存在諸多優點，但也存在明顯的缺點：1、厭氧罐進水負荷高時，如調試過程中，厭氧污泥(尤其絮狀污泥)很容易隨廢水流出罐外；2、厭氧顆粒污泥去除COD效率遠高于絮狀污泥，而厭氧污泥顆粒化首要條件是需要上升流速產生一定的剪切作用，一般上升流速不低于3m/h；3、產甲烷菌對pH非常敏感，一般厭氧罐內的pH在6.8～7.2時，產甲烷菌活性最好，處理效果最佳，當pH低于6.5時，去除效果急劇下降，所以當進水pH過低時，尤其廢水中堿度比較低時，會在進水前投加堿；4、廢水溫度對產甲烷菌活性影響很大，國內一般采用厭氧中溫消化，溫度控制在35～40℃，需單獨設立加熱池，利用蒸汽或者電加熱；5、生產車間由于檢修等多方面原因，會暫停生成，沒有廢水排出，此時，厭氧罐也會停止進水，污泥沉降于罐體底部，罐內溫度逐漸降低，再次啟動時會出現去除效率低下的問題。綜上所述現有的厭氧處理技術存在對pH、溫度等環境條件極其敏感、啟動時間長、停止進水后恢復時間長、高負荷及高上升流速導致跑泥等問題，這些問題都制約著厭氧生物處理技術的高效應用。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種集截留污泥、加熱及循環功能于一體的厭氧循環系統，結構簡單，操作簡單，可有效截留污泥，防止厭氧罐中污泥流失，促進顆粒污泥的形成，減少藥劑投加量，節約成本，提高厭氧罐處理效率。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種集截留污泥、加熱及循環功能于一體的厭氧循環系統，其特點是包括廢水進水管、主循環罐、內循環系統、外循環系統、厭氧罐；所述的廢水進水管與主循環罐相連，主循環罐內中上部設置內循環系統，外部設外循環系統，外循環系統與厭氧罐連接。

本發明進一步改進，所述的主循環罐罐體內中上部設置內循環系統，下部設置旋流板、在線pH計、在線溫度計、加熱管，頂部設置排氣管；主循環罐罐體外部設外循環系統、檢查孔、旋梯，除各接口外全部封閉；所述的在線pH計、在線溫度計焊接于主循環罐下部，用于控制厭氧進水pH值及溫度。

本發明進一步改進，所述的內循環系統固定于主循環罐的中上部，并與四周延伸的槽鋼焊接作為支撐，包括內循環罐、中心管、厭氧罐回流管、上清液出水管、污泥截留管，內循環罐內部通過厭氧回流管與厭氧罐相連，中心管上下兩端開口與主循環罐相通，下端高于內循環系統底端，且與上清液出水管相連，出水排至后續好氧生物處理。

本發明進一步改進，所述的外循環系統用于主循環罐與厭氧罐之間連接，包括主循環罐出水管、循環泵、厭氧罐進水管及電磁流量計；所述的循環泵通過主循環罐出水管與主循環罐相連；所述的厭氧罐進水管上設閘閥和止回閥，止回閥防止厭氧罐中廢水倒流；所述的電磁流量計及閘門控制進水流量。

本發明進一步改進，所述的旋流板安裝位置低于廢水進水管，沿同一水平面斜下45°焊接于主循環罐四周筒壁上。

本發明進一步改進，所述的加熱管采用不銹鋼材質，采用U型卡固定于角鋼支架上，支架底座與主循環罐底板焊接；所述的加熱管表面設有若干布氣孔，孔徑3～5mm，用于釋放蒸汽。

本發明進一步改進，所述的排氣管一端焊接于主循環罐頂部，一端留有法蘭接口，與甲烷儲氣柜或者火炬相連。

本發明進一步改進，所述的檢查孔裝于主循環罐底部及頂部，用于日常維護檢修，尺寸一般為600mm。

本發明進一步改進，所述的污泥截留管選用45°彎頭焊接于內循環系統底部，彎曲方向正對廢水進水管。

工作時，原廢水經廢水進水管進入主循環罐中，經旋流板產生旋流作用與內循環罐截留的厭氧污泥充分混合至底部，通過加熱管、在線pH計及在線溫度計，將厭氧進水控制在合理范圍內，并通過循環罐出水管、循環泵及厭氧進水管進入厭氧罐中，厭氧罐出水通過厭氧回流管回流至內循環系統中，其中上清液隨上清液出水管排至后續好氧生物處理，污泥則隨著污泥截留管滑落至主循環罐罐體中與原廢水混合后進入下一個循環過程，另產生的沼氣通過排氣管與甲烷儲氣柜或者火炬相連。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

1.截留厭氧污泥，縮短調試時間：本發明設置內循環系統，并在內循環系統底部裝有污泥截留管，厭氧罐出水通過厭氧回流管進入主循環罐內循環系統后，沿污泥截留管滑落至主循環罐中，并進一步隨外循環系統回至厭氧罐中，大大減少厭氧污泥流失量，縮短了調試時間，同時也節省了再次接種污泥的費用。

2.提高上升流速，促進污泥顆粒化：本發明設置外循環系統可在不增加厭氧罐容積負荷的基礎上大大提高了上升流速，促進厭氧污泥的顆粒化。

3.減少藥劑投加量，節約成本：本發明可以充分利用厭氧出水(正常中性)與進水混合，有效提高進水pH值及堿度，減少堿投加量，節省成本。

4.提高進水溫度，減少占地面積：本發明主循環罐底部設置加熱管，對進水加熱后通過外循環系統進入厭氧罐，無需另外設立加熱池，減少占地面積；另一方面，厭氧罐溫度一般保持在30～35℃，回流至主循環罐后，與進水混合，提高進水溫度，也避免溫度過高對后續好氧生物系統的影響。

5.持續運行，避免間歇停水造成的影響：本發明可在沒有進水的情況下，通過循環，保持污泥呈懸浮狀態，以及保持罐內溫度維持在合理范圍內，再次啟動時，使厭氧罐在最短的時間內達到最佳狀態。

附圖說明

以下將結合附圖和實施來對本發明的技術方案作進一步的詳細描述，但是應當知道，這些附圖僅是為解釋目的而設計的，因此不作為本發明范圍的限定。此外，除非特別指出，這些附圖僅意在概念性地說明此處描述的結構構造，而不必依比例進行繪制。

圖1是本發明集截留污泥、加熱及循環功能于一體的厭氧循環系統剖視示意圖。

圖2是本發明集截留污泥、加熱及循環功能于一體的厭氧循環系統上層平面俯視圖及旋流板沿筒壁展開示意圖。

圖3是本發明集截留污泥、加熱及循環功能于一體的厭氧循環系統下層平面俯視示意圖。

圖中：1-廢水進水管 2-主循環罐 3-內循環罐 4-中心管 5-厭氧罐回流管 6-上清液出水管 7-污泥截留管 8-旋流板 9-加熱管 10-主循環罐出水管 11-循環泵 12-厭氧罐進水管 13-電磁流量計 14-在線pH計 15-在線溫度計 16-排氣管 17-檢查孔 18-旋梯 19-厭氧罐。

具體實施方式

下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發明的具體實施方式如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域技術人員對本發明的發明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。

由圖1、圖2、圖3可以看出，一種集截留污泥、加熱及循環功能于一體的厭氧循環系統，其特點是包括廢水進水管1、主循環罐2、內循環系統、外循環系統、厭氧罐19；廢水進水管1與主循環罐2相連，主循環罐2內中上部設置內循環系統，外部設外循環系統，外循環系統與厭氧罐19連接。

進一步地，主循環罐2罐體內中上部設置內循環系統，下部設置旋流板8、在線pH計14、在線溫度計15、加熱管9，頂部設置排氣管16；主循環罐2罐體外部設外循環系統、檢查孔17、旋梯18，除各接口外全部封閉；在線pH計14、在線溫度計15焊接于主循環罐2下部，用于控制厭氧進水pH值及溫度。

進一步地，內循環系統固定于主循環罐2的中上部，并與四周延伸的槽鋼焊接作為支撐，包括內循環罐3、中心管4、厭氧罐回流管5、上清液出水管6、污泥截留管7，內循環罐3內部通過厭氧回流管5與厭氧罐19相連，中心管4上下兩端開口與主循環罐2相通，下端高于內循環系統底端，且與上清液出水管6相連，出水排至后續好氧生物處理。

進一步地，外循環系統用于主循環罐2與厭氧罐19之間連接，包括主循環罐出水管10、循環泵11、厭氧罐進水管12及電磁流量計13；循環泵11通過主循環罐出水管10與主循環罐2相連，最大流量一般為進水流量的2倍；厭氧罐進水管12上設閘閥和止回閥，止回閥防止厭氧罐中廢水倒流；電磁流量計13及閘門控制進水流量。

進一步地，旋流板8安裝位置低于廢水進水管1，沿同一水平面斜下45°焊接于主循環罐2四周筒壁上，共8塊。

進一步地，加熱管9采用不銹鋼材質，采用U型卡固定于角鋼支架上，支架底座與主循環罐2底板焊接；加熱管9表面設有若干布氣孔，孔徑3～5mm，用于釋放蒸汽。

進一步地，排氣管16一端焊接于主循環罐2頂部，一端留有法蘭接口，與甲烷儲氣柜或者火炬相連。

進一步地，檢查孔17裝于主循環罐2底部及頂部，用于日常維護檢修，尺寸為600mm。

進一步地，污泥截留管7選用45°彎頭焊接于內循環系統底部，彎曲方向正對廢水進水管1。

工作時，原廢水經廢水進水管1進入主循環罐2中，經旋流板8產生旋流作用與內循環罐3截留的厭氧污泥充分混合至底部，通過加熱管9、在線pH計14及在線溫度計15，將厭氧進水控制在合理范圍內，并通過主循環罐出水管10、循環泵11及厭氧進水管12進入厭氧罐19中，厭氧罐19出水通過厭氧回流管5回流至內循環系統中，其中上清液隨上清液出水管6排至后續好氧生物處理，污泥則隨著污泥截留管7滑落至主循環罐2罐體中與原廢水混合后進入下一個循環過程，另產生的沼氣通過排氣管16與甲烷儲氣柜或者火炬相連。

以上，僅為本發明的較佳實施例，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求所界定的保護范圍為準。