一种处理含有高浓度悬浮固体废水的厌氧反应器 【技术领域】
本发明属于水处理领域，特别涉及适用于养猪场废水、粪便废水、剩余污泥等含有高浓度悬浮固体(SS：1％～10％)废水的厌氧消化处理的一种处理含有高浓度悬浮固体废水的厌氧反应器。
背景技术
随着我国工农业的迅猛发展和人口的增多，污水排放量日益增大。高浓度有机废水的厌氧处理不仅能有效削减污染物而且能回收沼气，从而受到广泛关注。尤其是近二十年来所开发的高效厌氧反应器的推广及应用，如上流式厌氧污泥床(UASB)、膨胀颗粒床(EGSB)、厌氧滤器(AF)和内循环反应器(IC)，极大推动了污水的厌氧处理进程。然而上述高效反应器只适用于含有低浓度悬浮固体废水的处理(SS＜8000mg/L)，而对于悬浮固体含量较高的废水(SS：2％～4％)，如剩余污泥、粪便废水、养猪场废水等不能适用。这些含有高浓度悬浮固体的废水仍然采用的是传统的消化池(CSTR)来消化处理，处理效率低，且需要很长地水力停留时间(HRT＞20d)。本发明提供了一种适合含有高浓度悬浮固体(SS：1％～10％)废水处理的高效厌氧反应器。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种处理含有高浓度悬浮固体废水的厌氧反应器，该厌氧反应器由反应器主体、集气装置、进、排水装置和自动控制装置四个部分构成。其特征在于：反应器主体为圆柱形钢筋混凝土池体10，内设搅拌器5，在池壁上端设有环形水封槽4，水封槽4的顶部设有不锈钢卡套3以限定浮动钟罩7的最高上浮位置；集气管路6装在浮动钟罩7顶部中央，进水装置由进水管道1及泥浆泵2连接后和池体10接通，排水装置的上清液排水装置由浮球8和软管9连接后和穿过池体10的排水管11及污水泵14连接；底泥排水装置由接在反应器底部的排水管12和泥浆泵15构成；自动控制装置的含有信号转换器的沼气产气速率在线监测仪13通过信号传输线16和电脑终端17连接；自动控制装置分别控制泥浆泵2、搅拌器5、污水泵14及泥浆泵15的开、关。
本发明的有益效果是反应器采用进水、反应、沉降和排水四个阶段为一个循环周期的序批式处理方式进行高浓度悬浮固体(SS：1％～10％)废水的厌氧消化处理。反应器具有投资费用低、处理效率高、自动化水平高、运行费用低等优点。
【附图说明】
图1是反应器结构示意图。
【具体实施方式】
如图1所示的反应器结构示意图。反应器的构成如下：
反应器主体为圆柱形钢筋混凝土池体10，内设搅拌器5，在池壁上端设有环形水封槽4以保证反应器内的厌氧状态。水封槽4的顶部设有不锈钢卡套3以限定浮动钟罩7的最高上浮位置。
集气管路6装在浮动钟罩7顶部中央，随着反应器内部压力的大小的变化而相应上升、下降，这样保证厌氧反应器内部压力相对恒定，利于废水的生物降解。
进水装置由进水管道1及泥浆泵2连接后和池体10接通，排水装置的上清液排水装置由浮球8和软管9连接后和穿过池体10的排水管11及污水泵14连接；底泥排水装置由接在反应器底部的排水管12和泥浆泵15构成。
自动控制装置的含有信号转换器的沼气产气速率在线监测仪13通过信号传输线16和电脑终端17连接。自动控制装置分别控制泥浆泵2、搅拌器5、污水泵14及泥浆泵15的开、关。
现以处理剩余污泥为例，简要介绍该厌氧反应器的工作过程。(厌氧反应器处理剩余污泥之前，要进行接种污泥，并完成驯化培养，然后进入稳态处理期。)
剩余污泥(悬浮固体为2％～4％)通过泥浆泵2输送至反应器，此时搅拌器在电脑程序的控制下开始搅拌，进水期T1完成之后，进泥停止。在进泥的过程中污泥不断被反应器内的微生物生化降解，产生沼气。由于进泥及进泥过程中所产生的沼气，反应器内压力不断增大，浮动钟罩7缓慢上升，直到最高位置(即不锈钢卡套3处)。进泥期完成之后进入反应期T2，在污泥厌氧消化过程中沼气不断产生，产气速率在进水完成之后达到最大值，在反应期随着时间的延长而逐渐下降，在线监测仪13监测产气速率。设定某一个阈值，当产气速率低于该阈值时，反应期结束，此时搅拌器停止搅拌。因此反应器可以根据不同的进泥条件和处理负荷自动调控所需反应期的长短。反应期结束后进入沉降期T3。此时，污泥悬浮固体进行静态沉降，积累在反应器中，并沿着反应器高度方向，悬浮固体的浓度逐步降低。沉降期结束后，进入排泥期T4，此时反应器中最上层的上清液从浮球8下的软管9经过污水泵14排出，同时浮动钟罩7缓慢下降到最底部。排水期结束后，又开始下一个循环。当反应器中悬浮固体积累到一定程度后，已经充分消化的污泥固体定期从排泥系统排出。
在沉降过程中污泥的悬浮固体和污水分开，悬浮固体截留在反应器内。在排泥时，反应器上部的污水被排出，从而实现水力停留时间(HRT)和固体停留时间(SRT)的分离，并且能在低HRT条件下保持较高SRT。传统消化池(CSTR)在处理剩余污泥时，其HRT等于SRT，且HRT至少需要20d。而采用该反应器，HRT仅需7.5d便可达到相同的处理效率，此时，SRT高达30d以上。因此可大幅度缩小反应器的体积，节省投资费用。同时该反应器结构简单、自动化程度高、管理方便。