CN103951478B - 一种腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器，其特征在于包括以下装置，反应器(1)，腐土填料层(2)，承托层(3)，沼气收集装置(4)，温控仪(5)和搅拌器(6)，本发明利用了腐殖土填料存在特殊微生物种群臭味去除能力较强的特点，通过合理的结构设计，使厌氧发酵过程中藻浆与腐殖土填料充分接触而大大去除藻泥的恶臭。腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器研究目前尚未见报道，实为首创。

Description

一种腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器
技术领域
本发明专利涉及一种腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器。
背景技术
国内外一些专家和学者做了有关藻浆资源化处理利用方面的研究，所取得的成果集中体现在沼气和有机肥的利用上。对于藻浆发酵后有机肥效方面的研究，其成果主要集中于查明沼液中氮磷浓度并探讨其作为有机肥利用的可行性。对于处于何种运行条件下藻浆厌氧发酵产物肥效最佳这一课题的研究，本课题组作了较为深入的研究，并查明了藻浆厌氧发酵作为有机肥肥效最佳运行条件，主要包括：接种厌氧发酵藻泥量与藻浆量之比＝1/10，藻浆上浮比＝100％、发酵温度为24℃、pH值处于7.0～8.0等。在此运行条件下，当藻浆厌氧发酵时间缩短至7d时，藻泥滤后液体中氨氮、有效磷浓度至少可达1028mg/L、186mg/L，有机肥效十分显著。
然而本课题组发现，藻浆厌氧发酵过程中所产生的恶臭十分强烈，严重影响周围的环境卫生，成为此技术推广应用的最大阻力之一。若能采取措施显著减少藻浆厌氧发酵过程中的臭味，则可大大提高本技术推广应用的可行性。根据文献及本课题组的研究成果，腐殖土填料是含有腐殖质的土壤经熬练凝固、风干制成的，以大分子土壤有机物质和土壤微生物等为主要成分特殊填料，因其存在特殊的微生物种群而在污水和粪便处理过程中具有较强的污染去除和臭味去除能力。基于腐殖土填料具有臭味去除能力的这一特性，本研究研发了内置腐殖土填料的藻浆厌氧发酵反应器，以期在不明显降低藻浆厌氧发酵肥效的前提下大大降低厌氧发酵藻泥的恶臭。
由8个多月的试验运行结果表明，本发明的腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器藻泥滤后液体氨氮、有效磷含量稳定(1015mg/L、173mg/L)，并具有较强的臭味去除功效。
本发明的腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器在确保发酵藻泥肥效不发生显著降低的前提下，其技术优势是具有较强的臭味去除功效，这是其他藻浆厌氧发酵技术短时期无法取代的，这也将使得该技术的推广和应用具有长期的市场保障。腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器研究目前尚未见报道，实为首创。
发明内容
本发明专利的目的在于提供一种具有较强的臭味去除功效的腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器。
本发明采用如下技术方案：
一种腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器，其特征在于包括以下装置，反应器(1)，腐土填料层(2)，承托层(3)，沼气收集装置(4)，温控仪(5)和搅拌器(6)；
所述承托层(3)位于反应器(1)的下方，腐土填料层(2)位于该反应器(1)内部的下方的1/2高度处，该反应器(1)的上部具有出气口(7)，反应器(1)中的沼气从出气口(7)进入沼气收集装置(4)中，该反应器(1)的侧壁处和温控仪(5)相连，所述搅拌器(6)由反应器(1)的顶部进入其内部，所述腐土填料层(2)的重量为1.5kg。
所述反应器(1)的材质为有机玻璃，其反应器高度为35cm，直径为30cm，容积为22L。
所述反应器(1)的侧壁具有电热线(8)。
所述反应器(1)的顶部还具有温度计(9)用于测量反应器(1)中的温度。
所述反应器(1)的侧壁还具有采样口(10)。
所述承托层(3)的下部具有排污口(11)。
所述出气口(7)的直径为3cm。
藻泥经过该反应器过滤后液体中的COD、氨氮、有效磷含量分别为10925mg/L、1015mg/L、173mg/L，臭阈值为83。
本发明的腐土填料层中的腐殖土填料为市售产品，是含有腐殖质的土壤经熬练凝固、风干制成的，以大分子土壤有机物质和土壤微生物等为主要成分特殊填料，因其可能存在特殊的微生物种群而在污水和粪便处理过程中具有较强的污染去除和臭味去除能力。基于腐殖土填料具有臭味去除能力的这一特性，本研究研发了腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器，以期在不降低藻浆厌氧发酵肥效的前提下大大降低厌氧发酵藻泥的臭味。
所述腐殖土填料的空隙率为54.1％，体积比为0.78，比表面积为1.70。
有益效果：
本发明的腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器在确保发酵藻泥肥效不发生显著降低的前提下，其技术优势是具有较强的臭味去除功效，这是其他藻浆厌氧发酵技术短时期无法取代的，这也将使得该技术的推广和应用具有长期的市场保障。腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器研究目前尚未见报道，实为首创。
腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器藻泥滤后液体中的COD、氨氮、有效磷含量分别为10925mg/L、1015mg/L、173mg/L，臭阈值为83；相同运行条件下，一般的藻浆厌氧发酵反应器中藻泥滤后液体中的COD、氨氮、有效磷含量分别为10974mg/L、1025mg/L、186mg/L，臭阈值为250。研究结果表明，腐殖土填料的藻浆厌氧发酵反应器中藻泥臭阈值仅为一般的藻浆厌氧发酵反应器的0.332，恶臭的去除效果显著。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
一种腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器，其特征在于包括以下装置，反应器(1)，腐土填料层(2)，承托层(3)，沼气收集装置(4)，温控仪(5)和搅拌器(6)；
所述承托层(3)位于反应器(1)的下方，腐土填料层(2)位于该反应器(1)内部的下方的1/2高度处，该反应器(1)的端部具有出气口(7)，反应器(1)中的沼气从出气口(7)进入所述沼气收集装置(4)中，该反应器(1)的侧壁处和温控仪(5)相连，所述搅拌器(6)由反应器(1)的顶部进入其内部，所述腐土填料层(2)的重量为1.5kg。
所述反应器(1)的材质为有机玻璃，其反应器有效高度为35cm，直径为30cm，有效容积为22L。
所述反应器(1)的侧壁具有电热线(8)。
所述反应器(1)的顶部还具有温度计(9)用于测量反应器(1)中的温度。
所述反应器(1)的侧壁还具有采样口(10)。
所述承托层(3)的下部具有排污口(11)。
所述出气口(7)的直径为3cm。
藻泥经过该反应器过滤后液体中的COD、氨氮、有效磷含量分别为10925mg/L、1015mg/L、173mg/L，臭阈值为83。
本发明的腐土填料层腐殖土填料是含有腐殖质的土壤经熬练凝固、风干制成的，以大分子土壤有机物质和土壤微生物等为主要成分特殊填料，因其可能存在特殊的微生物种群而在污水和粪便处理过程中具有较强的污染去除和臭味去除能力。基于腐殖土填料具有臭味去除能力的这一特性，本研究研发了腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器，以期在不降低藻浆厌氧发酵肥效的前提下大大降低厌氧发酵藻泥的臭味。
应器顶部均设置直径为3cm的3个孔，分别用于沼气收集，放置温度计探头和搅拌器。搅拌器每隔2h搅拌15min，以确保藻浆发酵过程中与腐殖土填料充分接触；沼气收集孔通过胶管与沼气收集装置相连，用于测定单位藻浆厌氧发酵产生的沼气量；为方便取样，于侧壁设置1个取样口；根据藻类在水体中以漂浮状态存在的这一特点，为便于控制厌氧发酵试验中藻浆含水率，反应器底部设置1个排水口；用缠绕在反应器外壁上的电热线、温度计探头和湿式温控仪控制发酵温度。
控制试验条件如下：接种厌氧发酵藻泥量与藻浆量之比＝1/10(缩短藻浆厌氧发酵所需时间)、藻浆上浮比＝100％、发酵温度为25℃、pH值处于7.0～8.0等，7d后腐殖土填料的藻浆厌氧发酵反应器中藻泥滤后液体中的COD、氨氮、有效磷含量分别为10925mg/L、1015mg/L、173mg/L，臭阈值为83；相同运行条件下，一般的藻浆厌氧发酵反应器中藻泥滤后液体中的COD、氨氮、有效磷含量分别为10974mg/L、1025mg/L、186mg/L，臭阈值为250。研究结果表明，腐殖土填料的藻浆厌氧发酵反应器对恶臭的去除效果显著。
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器，其特征在于包括以下装置，反应器(1)，腐土填料层(2)，承托层(3)，沼气收集装置(4)，温控仪(5)和搅拌器(6)；
所述承托层(3)位于反应器(1)的下方，腐土填料层(2)位于该反应器(1)内部的下方的1/2高度处，该反应器(1)的上部具有出气口(7)，反应器(1)中的沼气从出气口(7)进入沼气收集装置(4)中，该反应器(1)的侧壁处和温控仪(5)相连，所述搅拌器(6)由反应器(1)的顶部进入其内部，所述腐土填料层(2)的重量为1.5kg；藻泥经过该反应器过滤后液体中的COD、氨氮、有效磷含量分别为10925mg/L、1015mg/L、173mg/L，臭阈值为83；所述腐殖土填料的空隙率为54.1％，体积比为0.78，比表面积为1.70。
2.如权利要求1所述的一种腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器，其特征在于所述反应器(1)的材质为有机玻璃，其反应器高度为35cm，直径为30cm，容积为22L。
3.如权利要求1所述的一种腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器，其特征在于所述反应器(1)的侧壁具有电热线(8)。
4.如权利要求1所述的一种腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器，其特征在于所述反应器(1)的顶部还具有温度计(9)用于测量反应器(1)中的温度。
5.如权利要求1所述的一种腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器，其特征在于所述反应器(1)的侧壁还具有采样口(10)。
6.如权利要求1所述的一种腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器，其特征在于所述承托层(3)的下部具有排污口(11)。
7.如权利要求1所述的一种腐殖土填料藻浆厌氧发酵反应器，其特征在于所述出气口(7)的直径为3cm。
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