公布日：2023.03.24
申请日：2022.12.02
分类号：C02F3/28(2023.01)I;B01D21/28(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种用于高浓度COD的升流式厌氧污泥床反应设备，涉及污水处理技术领域，包括反应罐、补水组件、污泥床、颗粒污泥层、三相分离组件，反应罐和地面紧固连接，补水组件和反应罐底部侧壁连接，污泥床、颗粒污泥层设置在反应罐内部，污泥床位于补水组件上方，颗粒污泥层位于污泥床上方，三相分离组件和反应罐顶部紧固连接。本发明的补水组件通过半圆板的周期性运动提供了作用于整个反应罐底部的恒定压力，在恒定压力作用下，补水板表面的各个进水孔的进水压力能够保持一致，整个反应罐底部的污水呈现整体同步升流，极大程度的提升了反应均匀度。
权利要求书
1.一种用于高浓度COD的升流式厌氧污泥床反应设备，其特征在于：所述反应设备包括反应罐(1)、补水组件(2)、污泥床(3)、颗粒污泥层(4)、三相分离组件(5)，所述反应罐(1)和地面紧固连接，所述补水组件(2)和反应罐(1)底部侧壁连接，所述污泥床(3)、颗粒污泥层(4)设置在反应罐(1)内部，所述污泥床(3)位于补水组件(2)上方，所述颗粒污泥层(4)位于污泥床(3)上方，所述三相分离组件(5)和反应罐(1)顶部紧固连接；所述补水组件(2)包括外部控制单元(21)、补水板(22)、堵塞部件(23)，所述外部控制单元(21)和反应罐(1)外侧壁紧固连接，所述补水板(22)和反应罐(1)内壁滑动连接，所述补水板(22)表面设置有多个进水孔，所述进水孔在补水板(22)表面均匀分布，所述堵塞部件(23)和反应罐(1)内壁面紧固连接；所述外部控制单元(21)包括密封箱(211)、引导管框(212)、导向盖(213)，所述外部控制单元(21)设置有两组，两组外部控制单元(21)分别设置在反应罐(1)底部两侧，所述密封箱(211)和反应罐(1)外侧壁紧固连接，所述引导管框(212)为矩形，引导管框(212)和密封箱(211)侧壁紧固连接，所述引导管框(212)表面设置有矩形缝，所述导向盖(213)一端穿过矩形缝伸入引导管框(212)内部；所述引导管框(212)内部设置有横向输送带(2121)、竖直输送带(2122)、拨动卡板(2123)，所述横向输送带(2121)、竖直输送带(2122)分别设置有两组，两组横向输送带(2121)、竖直输送带(2122)组成矩形，相邻的横向输送带(2121)、竖直输送带(2122)同轴心安装，所述横向输送带(2121)、竖直输送带(2122)表面设置有拨动卡板(2123)，所述拨动卡板(2123)在横向输送带(2121)、竖直输送带(2122)表面均匀分布；所述导向盖(213)包括半圆板(2131)、连接条(2132)、移动杆(2133)、滑动块(2134)、固定卡板(2135)，所述半圆板(2131)和连接条(2132)紧固连接，所述移动杆(2133)和连接条(2132)远离半圆板(2131)的一侧紧固连接，所述滑动块(2134)和移动杆(2133)远离连接条(2132)的一端紧固连接，所述滑动块(2134)设置为矩形块，所述固定卡板(2135)和滑动块(2134)紧固连接，固定卡板(2135)设置有多块，多块固定卡板(2135)围绕滑动块(2134)均匀分布；所述堵塞部件(23)包括压迫杆(231)、堵塞块(232)，所述反应罐(1)底部设置有插入槽(11)、取出槽(12)、联通缝，所述压迫杆(231)设置有两组，所述压迫杆(231)和反应罐(1)内侧壁紧固连接，第一组压迫杆(231)和补水板(22)紧固连接，第二组压迫杆(231)和堵塞块(232)紧固连接，所述堵塞块(232)一端设置有导向斜面，所述插入槽(11)、取出槽(12)设置反应罐(1)侧壁上，所述联通缝两端分别联通插入槽(11)、取出槽(12)，所述联通缝两侧设置有挤压密封块，所述堵塞块(232)设置有导向斜面的一端插入到插入槽(11)中，插入槽(11)下方设置有缓冲槽，所述补水板(22)将取出槽(12)堵塞。
2.根据权利要求1所述的一种用于高浓度COD的升流式厌氧污泥床反应设备，其特征在于：所述三相分离组件(5)包括收集板(51)、引导板(52)、固液分离单元(53)、排水渠(54)、集气罩(55)、回收单元(56)，所述收集板(51)两侧和反应罐(1)紧固连接，所述收集板(51)底部设置有多条V型槽，所述引导板(52)和收集板(51)未连接反应罐(1)的两侧紧固连接，所述固液分离单元(53)和引导板(52)紧固连接，所述固液分离单元(53)有两组，所述排水渠(54)设置在两组固液分离单元(53)中间位置，排水渠(54)和固液分离单元(53)紧固连接，所述回收单元(56)和固液分离单元(53)底部紧固连接，所述集气罩(55)和反应罐(1)顶部紧固连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于高浓度COD的升流式厌氧污泥床反应设备，其特征在于：所述固液分离单元(53)包括斜排板(531)、交叉板(532)，所述斜排板(531)设置有多块，多块斜排板(531)等距分布，所述交叉板(532)和斜排板(531)紧固连接，所述交叉板(532)设置有多根，多根交叉板(532)沿着斜排板(531)均匀分布，相邻的斜排板(531)之间交错设置，所述引导板(52)、排水渠(54)、回收单元(56)和斜排板(531)紧固连接，所述引导板(52)、排水渠(54)上端设置有流通槽(533)，所述交叉板(532)表面设置有倾斜槽。
4.根据权利要求3所述的一种用于高浓度COD的升流式厌氧污泥床反应设备，其特征在于：所述回收单元(56)包括收集斗(561)、输送管(562)、引导锥面(563)，所述收集斗(561)和固液分离单元(53)底部紧固连接，所述输送管(562)和收集斗(561)底部紧固连接，所述引导锥面(563)通过栅栏和输送管(562)底部紧固连接，所述引导锥面(563)的锥形一侧朝向输送管(562)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于高浓度COD的升流式厌氧污泥床反应设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于高浓度COD的升流式厌氧污泥床反应设备，包括反应罐、补水组件、污泥床、颗粒污泥层、三相分离组件，反应罐和地面紧固连接，补水组件和反应罐底部侧壁连接，污泥床、颗粒污泥层设置在反应罐内部，污泥床位于补水组件上方，颗粒污泥层位于污泥床上方，三相分离组件和反应罐顶部紧固连接；
补水组件包括外部控制单元、补水板、堵塞部件，外部控制单元和反应罐外侧壁紧固连接，补水板和反应罐内壁滑动连接，补水板表面设置有多个进水孔，进水孔在补水板表面均匀分布，堵塞部件和反应罐内壁面紧固连接。外部控制单元输送污水，污水经过补水板分为多股等压力水流输入到反应罐中，经过和污泥床中微生物处理，产生沼气，污水和气泡进入颗粒污泥层，进一步充分反应，反应后的污泥颗粒、水体、沼气共同进入到三相分离组件处分离。本发明的补水组件通过半圆板的周期性运动提供了作用于整个反应罐底部的恒定压力，在恒定压力作用下，补水板表面的各个进水孔的进水压力能够保持一致，整个反应罐底部的污水呈现整体同步升流，极大程度的提升了反应均匀度。
进一步的，外部控制单元包括密封箱、引导管框、导向盖，外部控制单元设置有两组，两组外部控制单元分别设置在反应罐底部两侧，密封箱和反应罐外侧壁紧固连接，引导管框为矩形，引导管框和密封箱侧壁紧固连接，引导管框表面设置有矩形缝，导向盖一端穿过矩形缝伸入导向盖内部。导向盖可沿着引导管框做矩形运动，以实现对污水的稳定输出。引导管框带动导向盖移动，导向盖设置有两组，保证反应罐中能够连续性的输入水流，水流以稳定的压力输入到反应罐中。
进一步的，引导管框内部设置有横向输送带、竖直输送带、拨动卡板，横向输送带、竖直输送带分别设置有两组，两组横向输送带、竖直输送带组成矩形，相邻的横向输送带、竖直输送带同轴心安装，横向输送带、竖直输送带表面设置有拨动卡板，拨动卡板在横向输送带、竖直输送带表面均匀分布。滑动块位于引导管框和输送带之间，固定卡板会被拨动卡板带着平移，当竖直输送带移动到尽头时，横向输送带带动滑动块平移，滑动块能够保持在不转动的状态下沿着矩形运动，并且横向输送带、竖直输送带相互独立，传输速度无需协同，在竖直运动送水时可慢速移动，在水平运动切换时可快速运动。
进一步的，导向盖包括半圆板、连接条、移动杆、滑动块、固定卡板，半圆板和连接条紧固连接，移动杆和连接条远离半圆板的一侧紧固连接，滑动块和移动杆远离连接条的一端紧固连接，滑动块设置为矩形块，固定卡板和滑动块紧固连接，固定卡板设置有多块，多块固定卡板围绕滑动块均匀分布。两块半圆板相拼接时可形成完整圆面，滑动块沿着引导管框移动，移动杆带动连接条、半圆板移动。
进一步的，堵塞部件包括压迫杆、堵塞块，反应罐底部设置有插入槽、取出槽、联通缝，压迫杆设置有两组，压迫杆和反应罐内侧壁紧固连接，第一组压迫杆和补水板紧固连接，第二组压迫杆和堵塞块紧固连接，堵塞块一端设置有导向斜面，插入槽、取出槽设置反应罐侧壁上，联通缝两端分别联通插入槽、取出槽，联通缝两侧设置有挤压密封块，堵塞块设置有导向斜面的一端插入到插入槽中，插入槽下方设置有缓冲槽，补水板将取出槽堵塞。压迫杆一端设置有固定块，压迫杆和固定块滑动连接，压迫杆上套有弹簧，弹簧一端和固定块紧固连接，弹簧另一端和压迫块紧固连接，压迫杆会紧压在补水板和堵塞块上，分别将插入槽、取出槽堵塞，插入槽和取出槽的大小和半圆板契合，两块半圆板分别从反应罐两侧插入到插入槽中，堵塞块被半圆板顶住下移，两块半圆板组成一个圆形密封面，反应罐底部设置有污水输入口，输入的污水被圆形密封面带动向上移动，水压小于压迫杆的压力，污水呈多股，以相同的压力从补水板处输出。半圆板设置有两组，当第一组上移到取出槽位置时，补水板被向上顶起，第一组半圆板从取出槽处撤出，第二组半圆板同步从插入槽进入，插入和撤出过程迅速完成。连接条会在联通缝中移动，联通缝中的两块挤压密封块相互挤压进行密封，联通缝下侧设置有回收口，对移动时带出的少量泄露污水进行回收。本发明的补水组件通过半圆板的周期性运动提供了作用于整个反应罐底部的恒定压力，在恒定压力作用下，补水板表面的各个进水孔的进水压力能够保持一致，整个反应罐底部的污水呈现整体同步升流，极大程度的提升了反应均匀度。
进一步的，三相分离组件包括收集板、引导板、固液分离单元、排水渠、集气罩、回收单元，收集板两侧和反应罐紧固连接，收集板底部设置有多条V型槽，引导板和收集板未连接反应罐的两侧紧固连接，固液分离单元和引导板紧固连接，固液分离单元有两组，排水渠设置在两组固液分离单元中间位置，排水渠和固液分离单元紧固连接，回收单元和固液分离单元底部紧固连接，集气罩和反应罐顶部紧固连接。沼气在收集板的V型槽中聚集，气泡相互碰撞形成大气泡，随水流一起从收集板两侧流入到固液分离单元，水流进入排水渠，污泥沉淀进入回收单元，集气罩收集沼气，向外部存储单元输出。
进一步的，固液分离单元包括斜排板、交叉板，斜排板设置有多块，多块斜排板等距分布，交叉板和斜排板紧固连接，交叉板设置有多根，多根交叉板沿着斜排板均匀分布，相邻的斜排板之间交错设置，引导板、排水渠、回收单元和斜排板紧固连接，引导板、排水渠上端设置有流通槽，交叉板表面设置有倾斜槽。倾斜槽由斜排板一侧开始倾斜向下设置，污泥颗粒随着水流一起从引导板上侧的流通槽进入到斜排板之间，混合水流从各个交叉板之间穿过，平移的水流中，颗粒较大的污泥下沉到倾斜设置的斜排板上，沿着斜排板下滑到收集斗中，而颗粒较小的污泥颗粒随着水流穿过各个交叉板，交叉板上设置的倾斜槽引导污泥颗粒向下滚落，当污泥颗粒远离表层水流后，向前的流动性能逐渐降低，在此处，较小颗粒的污泥也开始沉积，并最终下落到收集斗中。倾斜槽内部设置为粗糙面，极小颗粒的污泥在各个交叉板间随水流移动时和倾斜槽发生碰撞，粗糙面将极小颗粒的污泥固留，分离污泥的水流流入排水渠排走。本发明通过平流过程中污泥的沉积作用来分离固液，交叉板的设置使得有限面积内水流的流道能够显著加长，倾斜槽使得小颗粒污泥随着水流流动时能够更快的远离水体表层，离开水体表层后，污泥颗粒受到的流动力影响减小，沉积更加稳定。较小颗粒的污泥沿着倾斜槽下移时，被倾斜槽固留的极小颗粒污泥会被粘连，一方面增大了提升了污泥的沉积效果，另一方面也提升了沉积速度。
进一步的，回收单元包括收集斗、输送管、引导锥面，收集斗和固液分离单元底部紧固连接，输送管和收集斗底部紧固连接，引导锥面通过栅栏和输送管底部紧固连接，引导锥面的锥形一侧朝向输送管。当污泥被回收时，会沿着收集斗集中到输送管中，从反应罐底部输出的水流向上移动时会被引导锥面底部阻挡，水流不会反冲入输送管中，水流向上流动的过程中会导致输送管四周的水流速度大于输送管内部的水流速度，输送管外部的压强小于输送管内部的压强，输送管内部的水流会向输送管外部移动，当水流移动时会带动污泥一起冲向引导锥面，在引导锥面处水流被引导向水平方向扩散，污泥重新扩散入厌氧反应区。本发明的回收单元通过引导锥面的平面截流作用制造了输送管内外的压强差，对水流进行引导，又利用引导锥面锥形面的导流作用，将下落水流引导为平行水流，极大程度的促进了污泥的回收扩散。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明的补水组件通过半圆板的周期性运动提供了作用于整个反应罐底部的恒定压力，在恒定压力作用下，补水板表面的各个进水孔的进水压力能够保持一致，整个反应罐底部的污水呈现整体同步升流，极大程度的提升了反应均匀度。本发明通过平流过程中污泥的沉积作用来分离固液，交叉板的设置使得有限面积内水流的流道能够显著加长，倾斜槽使得小颗粒污泥随着水流流动时能够更快的远离水体表层，离开水体表层后，污泥颗粒受到的流动力影响减小，沉积更加稳定。较小颗粒的污泥沿着倾斜槽下移时，被倾斜槽固留的极小颗粒污泥会被粘连，一方面增大了提升了污泥的沉积效果，另一方面也提升了沉积速度。本发明的回收单元通过引导锥面的平面截流作用制造了输送管内外的压强差，对水流进行引导，又利用引导锥面锥形面的导流作用，将下落水流引导为平行水流，极大程度的促进了污泥的回收扩散。
（发明人：王晓;邢帆;马丽红;徐吉磊;秦念所;宗明远;黄博;张鹏）
