一种厌氧反应器布水系统及布水方法与流程

1.本发明属于污水处理技术领域，具体地说涉及一种厌氧反应器布水系统及布水方法。


背景技术：

2.厌氧反应器是高浓度污水处理过程中必选的设备之一，厌氧反应器处理效率高低直接决定了高浓度污水的运行稳定性及运行成本。在实际工程中，特别是复杂高浓度污水处理中，厌氧布水堵塞、布水效果不佳影响厌氧反应器处理能力的案例屡见不鲜，布水堵塞影响厌氧反应器的处理能力及处理效果，导致厌氧反应器检修频繁，且厌氧反应器检修过程中安全风险大，安全隐患和安全事故较多。因此，提升厌氧反应器的布水效果，延缓厌氧反应器布水装置清池检修频率，是提高高浓度污水处理稳定性、降低处理成本和运行风险的有效措施。


技术实现要素：

3.针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种厌氧反应器布水系统及布水方法。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种厌氧反应器布水系统，包括：
6.进水泵，其进水端与调节池连通，其出水端连接有进水管道；
7.循环泵，其进水端分别与厌氧反应器的集水管、进水管道连通，其出水端连接有循环出水管道，且循环泵采用变频控制；
8.和多个相互独立的布水器，所述布水器位于厌氧反应器内，且布水器通过布水分支管道与循环出水管道连通。
9.进一步，所述循环泵通过循环进水管道与集水管连通，且循环进水管道与进水管道连通，通过厌氧反应器回流混合液将进水管道中的进水稀释形成厌氧进水并布入厌氧反应器，降低厌氧进水中含有的污染物质对厌氧反应器造成的冲击。
10.进一步，所述厌氧反应器内部且位于布水器上方设有三相分离器，且布水器与三相分离器之间形成沉淀区，所述集水管位于三相分离器下方40
‑
60cm处，既能保证循环流量不影响三相分离器、沉淀区的升流速度，不对厌氧反应器泥水分离效果形成干扰，又能保证循环流量对厌氧反应器进行充分搅拌，提升厌氧反应器的处理能力。
11.优选的，所述集水管位于三相分离器下方50cm处。
12.进一步，所述循环出水管道上设有蒸汽加热器，通过蒸汽对厌氧进水进行加热，保证厌氧反应器内温度维持在设定阈值，提高厌氧反应器的处理效率。
13.进一步，所述蒸汽加热器通过蒸汽电磁阀的开度调节加热蒸汽量，当循环出水管道内厌氧进水的温度低于设定的低温阈值时，蒸汽电磁阀全开，蒸汽量增加后厌氧进水温度上升，当厌氧进水的温度升高至设定的第一中温阈值时，蒸汽电磁阀开度调整为50％，温
度上升缓慢，当厌氧进水的温度升高至设定的第二中温阈值时，蒸汽电磁阀开度调整为25％，当厌氧进水的温度升高至设定的高温阈值时，蒸汽电磁阀关闭。
14.进一步，所述布水分支管道上设有压力表及流量计，用于检查布水器的污堵情况。
15.进一步，所述布水分支管道的压力阈值根据厌氧反应器的有效水深和管道的沿程阻力确定，所述管道沿程阻力损失跟流体流速、黏度、管道材质及管道长度等有关，所述布水分支管道的流量阈值根据循环泵的额定循环流量确定。
16.进一步，当布水分支管道的压力值增加和/或流量下降超过设定阈值时，说明布水器发生污堵，调整循环泵运行频率，增大流量，采用大流量对发生污堵的布水器进行在线冲洗。
17.进一步，所述布水分支管道上设有隔离闸阀和启动阀，且隔离闸阀为常开阀门，在启动阀故障检修时起隔离作用。
18.进一步，所述布水分支管道上设有脉冲布水阀，且脉冲布水阀间歇启停，通过不同脉冲布水阀的启停实现厌氧反应器的脉冲布水。
19.优选的，所述脉冲布水阀为气动阀。
20.进一步，所述进水泵、循环泵、蒸汽电磁阀、压力表、流量计、隔离闸阀、启动阀和脉冲布水阀均与plc控制器通讯连接，plc控制器根据实际工况，控制脉冲布水阀的启停时间及间隔时间，从而调整各个布水器的布水工况，实现分区域、高流速的布水方式，提升区域内布水强度及效率，并延缓布水器污堵速度。
21.进一步，所述布水器包括主路三通和分支三通，所述主路三通的中心通口与布水分支管道连通，其两端通口分别与第一布水管道的一端连通，所述第一布水管道的另一端与分支三通的中心通口连通，且分支三通的两端通口分别与第二布水管道的一端连通，所述第二布水管道的另一端设置布水点，且布水点对称分布。
22.进一步，所述第一布水管道、分支三通和第二布水管道均沿着平面横向及平面纵向对称设置。
23.进一步，所述第二布水管道的另一端通过弯头连接喷嘴形成布水点，喷嘴的出口朝向厌氧反应器的底面。
24.进一步，所述分支三通和第二布水管道至少设置为一级。
25.另，本发明还提供一种厌氧反应器布水系统的布水方法，包括如下步骤：
26.步骤s100、设定布水分支管道的压力值和流量，设定循环出水管道内厌氧进水的低温阈值、第一中温阈值、第二中温阈值和高温阈值，设定脉冲布水阀的启停时间及间隔时间，设定启动阀的开度；
27.步骤s200、进水泵和循环泵工作，当循环出水管道内厌氧进水的温度低于设定的低温阈值时，执行步骤s300，当布水分支管道的压力值增加和/或流量下降超过设定阈值时，执行步骤s400；
28.步骤s300、蒸汽电磁阀全开，当厌氧进水的温度升高至设定的第一中温阈值时，蒸汽电磁阀开度调整为50％，当厌氧进水的温度升高至设定的第二中温阈值时，蒸汽电磁阀开度调整为25％，当厌氧进水的温度升高至设定的高温阈值时，蒸汽电磁阀关闭；
29.步骤s400、调整循环泵运行频率，调整与压力值增加和/或流量下降对应的启动阀的开度，采用大流量对布水器进行在线冲洗。
30.本发明的有益效果是：
31.1、通过脉冲布水阀和布水器配合实现分区域间歇布水，同时，通过调整循环泵运行频率和启动阀的开度，提升布水器间歇布水强度，使污染物质更加充分地与厌氧污泥进行接触，提升厌氧反应器的处理能力及处理效果。
32.2、通过压力表、流量计实时检测压力和流量，及时发现布水器堵塞情况，对堵塞的布水器进行在线冲洗，从而降低了企业投资和运行成本，提高了厌氧反应器的处理效率，应用前景更广。
33.3、集水管位于三相分离器下方40
‑
60cm处，既能保证循环流量不影响三相分离器、沉淀区的升流速度，不对厌氧反应器泥水分离效果形成干扰，又能保证循环流量对厌氧反应器进行充分搅拌，提升厌氧反应器的处理能力。
34.4、通过第一布水管道、分支三通和第二布水管道对称设置，消除布水器盲区死角，降低布水器污堵风险，同时，能耗低，运行成本和建造成本低，适应范围广，可很好地适应正常的污水处理工艺流程。
35.5、分支三通和第二布水管道至少设置为一级，同时，布水器相互独立，以适应厌氧反应器的平面尺寸，灵活度高。
附图说明
36.图1是本发明的整体结构示意图；
37.图2是布水器组合示意图；
38.图3是布水点的结构示意图。
39.附图中：1
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调节池、2
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进水泵、3
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循环泵、4
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厌氧反应器、5
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蒸汽加热器、6
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plc控制器、7
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布水器、8
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三相分离器、9
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启动阀、10
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流量计、11
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脉冲布水阀、12
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隔离闸阀、13
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进水管道、14
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循环进水管道、15
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循环出水管道、16
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布水分支管道、17
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主路三通、18
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第一布水管道、19
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分支三通、20
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第二布水管道、21
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弯头、22
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喷嘴。
具体实施方式
40.为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本技术保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
41.实施例一：
42.如图1所示，一种厌氧反应器布水系统，包括调节池1、进水泵2、循环泵3和多个相互独立的布水器7。具体的，所述进水泵2的进水端与调节池1连通，其出水端连接有进水管道13。所述循环泵3的进水端分别与厌氧反应器4的集水管、进水管道13连通，其出水端连接有循环出水管道15，且循环泵3采用变频控制。所述布水器7位于厌氧反应器4内部，且布水器7通过布水分支管道16与循环出水管道15连通，即布水分支管道16与布水器7一对一设置。
43.所述循环泵3通过循环进水管道14与集水管连通，所述集水管的一端位于厌氧反
应器4内部，其另一端延伸至厌氧反应器4外部，且循环进水管道14与进水管道13连通，通过厌氧反应器4回流混合液将进水管道13中的进水稀释形成厌氧进水并布入厌氧反应器4，降低厌氧进水中含有的污染物质对厌氧反应器4造成的冲击。
44.所述厌氧反应器4内部且位于布水器7上方设有三相分离器8，且布水器7与三相分离器8之间形成沉淀区。当集水管位于三相分离器8上方时，循环流量对三相分离器8的间隙过水孔和沉淀区产生冲击扰动作用，从而影响三相分离器8的固液分离效果，导致厌氧反应器4出水ss偏高，对后端处理工序造成不利影响。当集水管设置在距离三相分离器8较近位置时，如集水管与三相分离器8的距离为10
‑
30cm，同样存在循环流量对三相分离器8过水的扰动作用，影响固液分离效果。当集水管设置在距离三相分离器8较远位置时，如集水管与三相分离器8的距离大于70cm，循环流量对厌氧反应的混合搅拌不充分，导致集水管至三相分离器8之间的空间污泥浓度低，且污染物质和厌氧污泥混合效果不佳，传质条件较差，厌氧反应器4的处理效率不高。因此，所述集水管位于三相分离器8下方40
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60cm处，优选的，所述集水管位于三相分离器8下方50cm处，既能保证循环流量不影响三相分离器8、沉淀区的升流速度，不对厌氧反应器4泥水分离效果形成干扰，又能保证循环流量对厌氧反应器4进行充分搅拌，提升厌氧反应器4的处理能力。
45.所述循环出水管道15上设有蒸汽加热器5，通过蒸汽对厌氧进水进行加热，保证厌氧反应器4内温度维持在设定阈值，提高厌氧反应器4的处理效率。所述蒸汽加热器5通过蒸汽电磁阀的开度调节加热蒸汽量，当循环出水管道15内厌氧进水的温度低于设定的低温阈值时，蒸汽电磁阀全开，蒸汽量增加后厌氧进水温度上升，当厌氧进水的温度升高至设定的第一中温阈值时，蒸汽电磁阀开度调整为50％，温度上升缓慢，当厌氧进水的温度升高至设定的第二中温阈值时，蒸汽电磁阀开度调整为25％，当厌氧进水的温度升高至设定的高温阈值时，蒸汽电磁阀关闭。也就是说，实际工况中可以根据厌氧进水温度、厌氧进水流量、循环流量、环境温度等对温度阈值(如低温阈值、第一中温阈值、第二中温阈值和高温阈值)及蒸汽电磁阀开度值进行设定，从而实现自动稳定地对循环出水管道15出水温度进行自动调节。
46.所述布水分支管道16上设有压力表及流量计10，用于检查布水器7的污堵情况。具体的，所述布水分支管道16的压力阈值根据厌氧反应器4的有效水深和管道的沿程阻力确定，所述管道沿程阻力损失跟流体流速、黏度、管道材质及管道长度等有关，所述布水分支管道16的流量阈值根据循环泵3的额定循环流量确定。当布水分支管道16的压力值增加和/或流量下降超过设定阈值时，说明布水器7发生污堵，调整循环泵3运行频率，采用大流量对发生污堵的布水器7进行在线冲洗。也就是说，通过压力表、流量计10实时检测压力和流量，及时发现布水器7堵塞情况，对堵塞的布水器7进行在线冲洗，从而降低了企业投资和运行成本，提高了厌氧反应器4的处理效率，应用前景更广。
47.所述布水分支管道16上设有隔离闸阀12和启动阀9，用于控制布水分支管道16的通断，所述隔离闸阀12为常开阀门，在启动阀9故障检修时起隔离作用。同事，所述布水分支管道16上设有脉冲布水阀11，且脉冲布水阀11间歇启停，通过不同脉冲布水阀11的启停实现厌氧反应器4内不同区域的脉冲布水。优选的，所述脉冲布水阀11为气动阀。所述进水泵2、循环泵3、蒸汽电磁阀、压力表、流量计10、隔离闸阀12、启动阀9和脉冲布水阀11均与plc控制器6通讯连接，plc控制器6根据实际工况，控制脉冲布水阀11的启停时间及间隔时间，
从而调整各个布水器7的布水工况，实现分区域、高流速的布水方式，提升区域内布水强度及效率，并延缓布水器7污堵速度。
48.所述厌氧反应器布水系统的布水方法，包括如下步骤：
49.步骤s100、设定布水分支管道16的压力值和流量，设定循环出水管道15内厌氧进水的低温阈值、第一中温阈值、第二中温阈值和高温阈值，设定脉冲布水阀11的启停时间及间隔时间，设定启动阀9的开度。
50.步骤s200、进水泵2和循环泵3工作，当循环出水管道15内厌氧进水的温度低于设定的低温阈值时，执行步骤s300，当布水分支管道16的压力值增加和/或流量下降超过设定阈值时，执行步骤s400。
51.步骤s300、蒸汽电磁阀全开，当厌氧进水的温度升高至设定的第一中温阈值时，蒸汽电磁阀开度调整为50％，当厌氧进水的温度升高至设定的第二中温阈值时，蒸汽电磁阀开度调整为25％，当厌氧进水的温度升高至设定的高温阈值时，蒸汽电磁阀关闭。
52.步骤s400、调整循环泵3运行频率，调整与压力值增加和/或流量下降对应的启动阀9的开度，采用大流量对布水器7进行在线冲洗，也就是说，通过脉冲布水阀11和布水器7配合实现分区域间歇布水，同时，通过调整循环泵3运行频率和启动阀9的开度，提升布水器7间歇布水强度，使污染物质更加充分地与厌氧污泥进行接触，提升厌氧反应器4的处理能力及处理效果。
53.实施例二：
54.如图1和图2所示，所述布水器7包括主路三通17和分支三通19，所述主路三通17的中心通口与布水分支管道16连通，其两端通口分别与第一布水管道18的一端连通，所述第一布水管道18的另一端与分支三通19的中心通口连通，且分支三通19的两端通口分别与第二布水管道20的一端连通，所述第二布水管道20的另一端设置布水点，且布水点对称分布，消除了现有布水器存在的各布水点沿程阻力损失不一致造成的各布水点布水量及流速不均匀、远点管道污堵快的现象。具体的，所述第二布水管道20的另一端通过弯头21连接喷嘴22形成布水点，喷嘴22的出口朝向厌氧反应器4的底面。
55.同时，为了适应厌氧反应器4的平面尺寸，所述分支三通19和第二布水管道20至少设置为一级，且布水器7可以相互独立的设置多个。本实施例中，所述分支三通19和第二布水管道20均设置为两级，布水器7设有6个，每个布水器7上设有8个布水点。此外，所述第一布水管道18、分支三通19和第二布水管道20均沿着平面横向及平面纵向对称设置。
56.单个布水点的的平均流速大于6m/s，最大能达到12m/s以上，单个布水点服务面积和流速均远远大于国家技术规范《升流式厌氧污泥床反应器污水处理工程技术规范》(hj2013
‑
2012)规定单个布水口负责的布水面积0.5
‑
2m2的规定，布水点孔口流速大于2m/s。布水器服务区域升流速度约为1.5
‑
3m/h，高于《升流式厌氧污泥床反应器污水处理工程技术规范》(hj2013
‑
2012)规定升流速度大于0.8m/h的要求，搅拌、混合效果更佳。
57.实际工况中，每个布水点的服务面积可以根据厌氧反应器4的平面尺寸结合每个布水点的流速大小等进行调整，每个点的服务面积宜控制在2
‑
4m2为佳。布水器7的实际结构尺寸可以根据布水点数量、循环泵3流量，管道流速及布水点流速综合选取。
58.实施例三：
59.本实施例与实施例一、实施例二相同的部分不再赘述，不同的是：
60.采用实施例一、实施例二的布水系统及布水方法对某生活垃圾焚烧厂的渗滤液进行处理，该生活垃圾焚烧厂渗滤液水质codcr为40000～70000mg/l，实际出水水质达到cod为2000
‑
5000mg/l，ss为1000
‑
3000mg/l，cod去除率大于90％，且厌氧反应器的稳定运行容积负荷达到5
‑
7kg/m3.d，清池检修时间能达到4
‑
5年，远高于一般布水器的1
‑
2年，也就是说，厌氧反应器cod去除效率、稳定运行容积负荷、出水ss值和清池检修时间优于采用其他布水方式的厌氧反应器，具有较高的运行稳定性和处理效率。
61.以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本技术范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。