CN101037288A - 产气贮气一体化厌氧发酵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种产气贮气一体化厌氧发酵装置。它需要解决降低发酵装置罐顶的制造成本，提高保温性能，供气更加稳定，以及发酵产气效率不够高等问题。本发明的发酵装置，有一个罐体(5)，其特征在于所述的罐顶有柔性贮气膜(6)，贮气膜和物料表面之间形成贮气室(7)，贮气膜外有增压膜(8)，两层膜之间形成气密腔，气密腔与增压装置(9)连通。所述的罐体(5)下部还设有搅拌器(10)；罐体上设有带泵的回流装置(11)，回流管上口高于物料表面。

Description

产气贮气一体化厌氧发酵装置
技术领域
本发明涉及一种产气贮气一体化厌氧发酵装置，尤其适用于养殖场沼气工程中高浓度畜禽粪污的处理。
背景技术
目前，在养殖场沼气工程中，处理畜禽粪污的反应器处理粪水浓度TS＜8％，当畜禽粪污浓度提高到TS 8～12％时，发酵料液中传质受到影响，出现死区，容易酸化，并伴随浮渣、结壳等现象，影响反应器的消化效率。而且，在沼气工程中，除上述反应器外，还需建造贮气柜以贮存产生的沼气，使得项目占地面积和投资均较大。
中国专利文献CN2102433U公开了一种“农村沼气建池自动调节压力储气装置”，该储气装置有一个带投料口和出液口的池体，反扣一个穹形罩，罩上有沼气出口和调重环。当沼气产量大(小)时，穹形罩上(下)浮以贮气。该装置虽然实现了产气贮气一体化，但是仍然不能解决出现死区，酸化，浮渣、结壳等现象。
发明内容
本发明需要解决问题是，降低发酵装置的制造成本，提高保温性能，供气更加稳定。
本发明还需要解决在处理高浓度畜禽粪污过程中发酵装置内出现的易酸化、浮渣、结壳等技术问题。
本发明的产气贮气一体化厌氧发酵装置，有一个带进料口、出料口、排渣口和沼气出口的罐体，其特征在于所述的罐顶有柔性贮气膜，贮气膜和料液平面之间形成贮气室，贮气膜外有柔性增压膜，两层膜之间形成气密腔，气密腔与增压装置连通。其中，增压装置由增压泵和泄压阀组成。
罐顶贮气膜和增压膜形成的双膜结构，有如下优点：一是采用柔性贮气顶可以减少重质材料的使用，不但降低了造价，也有利于检修和维护。二是双膜结构热传导率低，有利于罐体保温和发酵；必要时可充入热空气以提高罐体温度。三是双层膜结构中充入压缩空气，可以保证贮气室内的沼气压力满足要求，通过管道送入下一级单元。
作为优选，罐体下部设有搅拌器；罐体上设有带泵的回流装置，回流管上口高于料液平面，将活性厌氧污泥喷灌至浮渣层，有利于解决结壳问题。配置搅拌器可以提供水平方向的充分搅拌，而带泵的回流装置则增加了垂直方向搅拌，从而大大加强了发酵装置内料液的搅动与传质，有效避免了死区，酸化，浮渣、结壳等现象。
作为优选，沼气出口并联有安全水封，可以避免排渣时产生的负压对发酵装置的损害。
罐体底部可以是平的，罐体底部也可以下凹，有利于提高搅拌器的搅拌效果，也有利于固体渣类集中、排放。
本发明的有益效果是：发酵装置罐顶的制造成本较低，保温性能较好，供气更加稳定；而且解决了发酵装置内死区、酸化、浮渣、结壳等问题，发酵产气效率更高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明发酵装置的结构示意图；
图2是图1中A部放大示意图。其中：
1-进料口，  2-出料口，3-排渣口，     4-沼气出口，
5-罐体，    6-贮气膜，7气室，        8-增压膜，
9-增压装置，10-拌器， 11-回流装置，  12-安全水封，
13-压条，   14-螺栓， 15-测距仪探头，16-沿口；密封板17。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步描述。
实施例1。如图1所示，本发明的产气贮气一体化厌氧发酵装置有一个PVC复合膜的圆柱形罐体5，罐体上设有进料口1、出料口2、排渣口3和沼气出口4，沼气出口并联有安全水封12。罐顶最外是PVC复合膜半球状增压膜8形成球冠顶；球冠顶与增压装置9的管口连接，球冠顶还设有测距仪探头15。球冠顶内有PVC复合膜柔性贮气膜6，两层膜之间形成密封室。罐体5的上沿口16有相配合的环形紧固压条13，螺栓14穿过压紧块将贮气膜6和增压膜8通过密封板17压紧在沿口上，达到气密(见图2)。贮气膜和料液平面之间形成贮气室7。罐体5的下部设有搅拌器10。罐体5上设有带泵的回流装置11，回流管上口高于料液平面，回流管下口设在活性消化污泥层。
本发明的发酵装置主要由以下三个运行系统组成：
(1)进、出料系统。主要包括进料口1，出料口2和排渣口3。
(2)搅拌系统。主要包括搅拌器10和回流装置11。
(3)贮气系统。主要包括罐体5，沼气出口4，贮气膜6，贮气室7，增压膜8，增压装置9；安全水封12和测距仪探头15。
本发明一般采取间歇进料的方式。发酵原料经进料口1进入罐体5，与此同时，罐体5中的上清液由出料口2排出。进料阶段完成后，开始对料液进行搅拌。搅拌器10开始工作，实现发酵料液水平方向均匀混合与充分接触，经回流装置11的回流与反冲作用实现罐内发酵料液的垂直方向充分混合。这样，在上述水平方向搅拌与污泥回流双重作用下，发酵料液与反应器内微生物充分接触，在此过程中，料液中的有机物在微生物的作用下完成产酸、产甲烷等一系列过程，最终被转化为甲烷和二氧化碳，即形成沼气。
上述过程所产生的沼气进入发酵装置上部的贮气室7中贮存。外层增压膜8具有防紫外线功能，内层贮气膜6具有防泄漏功能。外层增压膜8和内层贮气膜6之间气密，增压泵9充入压缩空气，将增压膜充成固定的球冠顶，当压力超过时泄压阀打开，以保持贮气室压力的稳定。贮气膜6的高度会随贮气室内沼气压力大小(量多少)而浮动，它可以通过球冠顶部的测距仪探头15被测得，以确定贮气室7内的沼气量。
在厌氧发酵过程中，伴随着有机物的不断降解，微生物自身也不断增殖，发酵装置内污泥量也不断增多。此外，在畜禽粪污中常含有少量砂也会沉积在发酵装置底部的凹处。这些污泥和少量沉砂由排渣口3定期排出装置外，保证发酵装置的有效容积和反应效率。由于沼气出口4并联有安全水封12，可以确保排渣顺利进行。
实施例2。本例发酵装置罐体底部下凹，其余同例1。

Claims (10)

1、一种产气贮气一体化厌氧发酵装置，有一个带进料口(1)、出料口(2)、排渣口(3)和沼气出口(4)的罐体(5)，其特征在于所述的罐顶有柔性贮气膜(6)，贮气膜和料液平面之间形成贮气室(7)，贮气膜外有柔性增压膜(8)，两层膜之间形成气密腔，气密腔与增压装置(9)连通。
2、根据权利要求1所述的一体化厌氧发酵装置，其特征在于所述的罐体(5)下部设有搅拌器(10)；罐体(5)上设有带泵的回流装置(11)，回流管上口高于料液平面。
3、根据权利要求1或2所述的一体化厌氧发酵装置，其特征在于所述的罐体(5)的上沿口(16)有相配合的压条(13)，沿口和压紧块之间夹有贮气膜(6)和增压膜(8)，压紧块通过螺栓(14)固定在沿口上。
4、根据权利要求3所述的一体化厌氧发酵装置，其特征在于所述的压条(13)为圆环形或多边形紧固压条。
5、根据权利要求1或2所述的一体化厌氧发酵装置，其特征在于所述的沼气出口(4)并联有安全水封(12)。
6、根据权利要求3所述的一体化厌氧发酵装置，其特征在于所述的沼气出口(4)并联有安全水封(12)。
7、根据权利要求4所述的一体化厌氧发酵装置，其特征在于所述的沼气出口(4)并联有安全水封(12)。
8、根据权利要求1或2所述的一体化厌氧发酵装置，其特征在于所述的增压膜(8)上设有测距仪探头(15)。
9、根据权利要求3所述的一体化厌氧发酵装置，其特征在于所述的沼气增压膜(8)上设有测距仪探头(15)。
10、根据权利要求5所述的一体化厌氧发酵装置，其特征在于所述的增压膜(8)上设有测距仪探头(15)；罐体底部下凹。
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