CN110078207A - 一种厌氧反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种厌氧反应器，涉及厌氧发酵领域，达到将污水在反应器里面重复循环，提高污水的净化效果的目的，其技术方案要点是包括反应罐体、设置在反应罐体下端的用于传输污水的进料管、设置在反应罐体上端的用于传输厌氧菌的输料管、与输料管的出料口连通且沿反应罐体高度方向延伸的第一分料管、设置在第一分料管上且与反应罐体内各层连通的若干第二分料管，反应罐体下端设有排空管，所述排空管上设有第二截止阀；反应罐体上设有与反应罐体连通的U形回流管，所述回流管的两端均与反应罐体内部中间层液体连通，且回流管上设有抽水泵；所述反应罐体上端开设有排气管，排气管上设有用于净化排气管内有毒气体的净化装置。

Description

一种厌氧反应器

技术领域

本发明涉及厌氧发酵领域,更具体地说，它涉及一种厌氧反应器。

背景技术

农村规模养殖业中产生的有机固体废弃物具有发酵产气快、易腐熟和产气稳定的特点。厌氧发酵法处理有机固体废弃物不但可以回收清洁能源，而且沼气完全燃烧后的产物是二氧化碳和水，不会对环境产生二次污染，发酵产物还可以在农业应用中作为土壤改良剂或优质有机肥。

反应器作为提供微生物生长繁殖的微型生态系统，有助于各类微生物的平稳生长，物质和能量流动高效顺畅，是保持厌氧处理系统持续稳定的必要条件。在厌氧生物法处理有机固体废弃物的处理工艺设计进程中，反应器是厌氧发酵过程中发展较快的领域。

公告号为CN109401955A的中国专利公开了一种立式多级厌氧反应器，包括支承结构、罐体结构、搅拌装置、保温装置、若干管道和阀门；支承结构位于地面，用于承接整个反应器的重量；罐体结构为由若干个厌氧反应器组成的立式结构，位于支承结构之上；搅拌装置位于罐体结构中，用于搅拌混合均匀，使微生物悬浮分散在物料中；保温装置位于罐体结构的表面，用于加热罐体结构并保持厌氧反应器内的温度；每个厌氧反应器均通过相应的管道和外界连通，管道上设有阀门。

但是污水在经过厌氧反应器后若反应不充分，将无法重复反应，导致污水清理不彻底。

发明内容

本发明的目的是提供一种厌氧反应器，达到将污水在反应器里面重复循环，提高污水的净化效果的目的。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种厌氧反应器，包括反应罐体、设置在反应罐体下端的用于传输污水的进料管、设置在反应罐体上端的用于传输厌氧菌的输料管、与输料管的出料口连通且沿反应罐体高度方向延伸的第一分料管、设置在第一分料管上且与反应罐体内各层连通的若干第二分料管，各个所述第二分料管上均设有第一截止阀，所述反应罐体下端设有排空管，所述排空管上设有第二截止阀；

所述反应罐体上设有与反应罐体连通的U形回流管，所述回流管的两端均与反应罐体内部中间层液体连通，且所述回流管上设有抽水泵；

所述反应罐体上端开设有排气管，所述排气管上设有用于净化排气管内有毒气体的净化装置；

所述反应罐体上端设有搅拌电机，所述搅拌电机的转轴上同轴设有延伸至反应罐体下端的搅拌杆，所述搅拌杆上设有若干搅拌叶片。

通过采用上述技术方案，污水从进料管进入反应罐体内部，输料管将所需要的厌氧菌输送到反应罐体内对污水进行分解，此时电机驱动搅拌杆转动，进而加快厌氧菌与污水的交互，加快污水内污染物的分解，随着分解的进行，污水在反应罐体内进行自然的分层，即底层、中间层和上层，从底层到上层污水逐渐净化，回流管的设置将中间层上部的污水抽回中间层底部，使得污水与厌氧菌再次进行分解，随着循环次数的增多，污水的流动性加强，污水与厌氧菌的交互也增多，提高了污水的净化效果，排气管将污水净化过程中产生的废气排出。

优选的，所述排气管上设有回气管，所述回气管远离排气管的一端与反应罐体内部上层液体连通，所述回气管上设有第三截止阀，所述回气管在靠近反应罐体的一端设有限制反应罐体内液体流出回气管的单向阀。

通过采用上述技术方案，回气管将废气重新输入上层液体内，气流加速污水上层的流动，而且能耗较小，使得污水与厌氧菌的交互次数增多，使得污水进一步的净化。

优选的，所述排气管与净化装置通过法兰盘连接。

通过采用上述技术方案，净化装置可以根据需要随时更换，使得净化装置与排气管拆卸方便。

优选的，所述反应罐体内设有将反应罐体分为底层、中间层和上层的生物膜。

通过采用上述技术方案，生物膜的设置使得污水中若还有未分解的污染物持续留在各个层内进行分解，待达到进入上层的条件后污水即可透过生物膜进入上层液体内，生物膜的设置使得各个层内的污染物能充分与厌氧菌接触分解。

优选的，各个所述搅拌叶片上设有连接绳，所述连接绳远离搅拌叶片的一端设有搅拌板。

通过采用上述技术方案，在电机驱动搅拌杆转动时，搅拌叶片上的连接绳在离心力的作用下向远离搅拌杆的方向移动，并随着搅拌杆的转动而转动，此时连接绳上的搅拌板随着搅拌杆的转动在污水内转动，增大了搅拌范围，进一步的提高了污水与厌氧菌的交互次数，利于污水的分解净化。

优选的，所述搅拌板为若干相互交叉连接的移动杆，各个所述移动杆纵横交错。

通过采用上述技术方案，此时各个方向的移动杆在随着搅拌杆转动的过程中对污水起到搅拌作用，且此时各个方向的移动杆对与移动杆周围的污水各个方向起到搅拌作用，搅拌效果好。

优选的，所述排气管上设有阻火器。

通过采用上述技术方案，若废气中有可燃气体，此时阻火器安装在排气管上，可以阻止传播火焰通过的阻火器，提高排气管的安全性能。

优选的，所述回气管在靠近反应罐体的一端设有透明的观察窗口。

通过采用上述技术方案，观察窗口的设置便于使用者观察回气管内液体是否进入，以及回气管内气体的流动情况，若回气管内气体没有流通及时关闭第三截止阀。

优选的，所述搅拌杆在靠近反应罐体上端外壁设有驱动齿轮，所述反应罐体上壁转动连接有与驱动齿轮配合的从动齿轮，所述从动齿轮下端设有若干延伸进入反应罐体上层液体的动杆，所述从动齿轮位于搅拌杆远离回气管的一侧。

通过采用上述技术方案，当搅拌杆在转动时通过驱动齿轮带动从动齿轮转动，此时从动齿轮上的动杆在上层液体内转动，进一步提高污水与厌氧菌的交互，使得厌氧菌分解污水中的污染物，将从动齿轮设置在远离回气管的一侧，是为了加快远离回气管一侧污水的流动。

优选的，所述反应罐体上端开设有备用气管，所述备用气管远离反应罐体的一端连接有储气罐，所述储气罐的出气口通过连接管与回气管连通，所述备用气管和连通管上均设有第四截止阀。

通过采用上述技术方案，当反应罐体内产生的气体较多时，备用气管将多余的气体输送至储气罐内进行储存，储气罐内的废气可以通入回气管内加快污水与厌氧菌的交互，之后再次被排气管输送出去。

综上所述，本发明具有以下有益效果：回流管的设置将中间层上部的污水抽回中间层底部，使得污水与厌氧菌再次进行分解，随着循环次数的增多，污水的流动性加强，污水与厌氧菌的交互也增多，提高了污水的净化效果；回气管将废气重新输入上层液体内，气流加速污水上层的流动，而且能耗较小，使得污水与厌氧菌的交互次数增多，使得污水进一步的净化。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图；

图2是本实施例的用于体现排空管的结构示意图；

图3是图2中A-A的剖视图；

图4是图3中B部的放大结构示意图；

图5是本实施例的用于体现输料管的结构示意图。

图中：1、反应罐体；11、进料管；12、输料管；121、第一分料管；122、第二分料管；123、第一截止阀；13、排空管；131、第二截止阀；14、回流管；141、抽水泵；15、排气管；151、净化装置；152、回气管；153、第三截止阀；154、单向阀；155、法兰盘；156、阻火器；157、观察窗口；16、搅拌电机；161、搅拌杆；162、搅拌叶片；163、连接绳；164、移动杆；165、驱动齿轮；166、从动齿轮；167、动杆；17、生物膜；18、备用气管；181、储气罐；182、连接管；183、第四截止阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种厌氧反应器，如图1和图2，包括反应罐体1、设置在反应罐体1下端的用于传输污水的进料管11、设置在反应罐体1上端的用于传输厌氧菌的输料管12、与输料管12的出料口连通且沿反应罐体1高度方向延伸的第一分料管121、设置在第一分料管121上且与反应罐体1内各层连通的若干第二分料管122，反应罐体1为中空的圆柱体罐体，为了将厌氧菌传输至输料管12出料口，可以在输料管12上加上物料泵。

如图1和图2，各个第二分料管122上均设有第一截止阀123，便于控制进入反应罐体1内的厌氧菌，反应罐体1下端设有排空管13，排空管13上设有第二截止阀131，排空管13的设置便于将反应罐体1内全部的液体排出，清洗罐体。此外或者当反应罐体1内只需要同种厌氧菌时，输料管12也可以根据需要直接连接到反应罐体1上端（如图5）。

如图1和图3，污水从进料管11进入反应罐体1内部，输料管12将所需要的厌氧菌输送到反应罐体1内对污水进行分解，为了加快分解，反应罐体1上端设有搅拌电机16，搅拌电机16的转轴上同轴设有延伸至反应罐体1下端的搅拌杆161，搅拌杆161上设有若干搅拌叶片162，随着分解的进行，污水在反应罐体1内进行自然的分层，即底层、中间层和上层，从底层到上层污水逐渐净化。但是在反应罐体1内污水无法实现循环，导致污水分解不充分。

如图1和图3，此时，在反应罐体1上设有与反应罐体1连通的U形回流管14，回流管14的两端均与反应罐体1内部中间层液体连通，且回流管14上设有抽水泵141；抽水泵141将中间层上部的污水抽回中间层底部，使得污水与厌氧菌再次进行分解，随着循环次数的增多，污水的流动性加强，污水与厌氧菌的交互也增多，提高了污水的净化效果。

如图1和图3，在污水经过厌氧菌的净化后，会产生废气，此时反应罐体1上端开设有排气管15，排气管15上设有用于净化排气管15内有毒气体的净化装置151；净化装置151减小污水中产生的有毒物质的排放，净化装置151可以为空气净化器和/或通过可再生脱硫装置进行脱硫处理，此时脱硫装置可以采用公告号为CN109351126A的一种含硫废气处理方法来处理二氧化硫等废气。此外将排气管15与净化装置151通过法兰盘155连接，此时净化装置151可拆卸连接在排气管15上，便于根据需要净化的废气更换净化装置151。另外在排气管15上设有阻火器156，若废气中有可燃气体，此时阻火器156安装在排气管15上，可以阻止传播火焰通过的阻火器156，提高排气管15的安全性能。

如图1和图3，为了进一步的增大反应罐体1内上层液体的流动性，进而便于污水的分解，此时在排气管15上设有回气管152，回气管152远离排气管15的一端与反应罐体1内部上层液体连通，回气管152上设有第三截止阀153，回气管152在靠近反应罐体1的一端设有限制反应罐体1内液体流出回气管152的单向阀154；第三截止阀153控制回气管152的起闭，当第三截止阀153打开回气管152时，单向阀154控制反应罐体1内的液体流入回气管152内，排气管15内的废气此时除了一部分排出外，另一部分进入回气管152内，通过回气管152将废气重新输入上层液体内，气流加速污水上层的流动，而且能耗较小，使得污水与厌氧菌的交互次数增多，使得污水进一步的净化。

如图1和图3，回气管152在靠近反应罐体1的一端设有透明的观察窗口157，观察窗口157延伸至反应罐体1以及单向阀154，便于使用者观察回气管152内液体是否进入，以及回气管152内气体的流动情况，若回气管152内气体没有流通及时关闭第三截止阀153。

如图1和图3，反应罐体1内设有将反应罐体1分为底层、中间层和上层的生物膜17，生物膜17的设置使得污水中若还有未分解的污染物持续留在各个层内进行分解，待达到进入上层的条件后污水即可透过生物膜17进入上层液体内，生物膜17的设置使得各个层内的污染物能充分与厌氧菌接触分解。

如图3和图4，为了增大搅拌叶片162的搅拌范围，除了在搅拌杆161位于各个层内均有搅拌叶片162外，各个搅拌叶片162上还均设有连接绳163，连接绳163远离搅拌叶片162的一端设有搅拌板，此时在电机驱动搅拌杆161转动时，搅拌叶片162上的连接绳163在离心力的作用下向远离搅拌杆161的方向移动，并随着搅拌杆161的转动而转动，此时连接绳163上的搅拌板随着搅拌杆161的转动在污水内转动，增大了搅拌范围，进一步的提高了污水与厌氧菌的交互次数，利于污水的分解净化。进一步的当搅拌板转动起来时，搅拌板到相邻搅拌叶片162的距离大于连接绳163的长度，避免相邻两个连接绳163相互缠绕起来。

如图3和图4，搅拌板为若干相互交叉连接的移动杆164，各个移动杆164纵横交错。各个方向的移动杆164在随着搅拌杆161转动的过程中对污水起到搅拌作用，且此时各个方向的移动杆164对与移动杆164周围的污水各个方向起到搅拌作用，搅拌效果好，且各个移动杆164的设置在搅拌板转动时减小了搅拌板与污水的接触面积，进而减小了搅拌板转动时的阻力，便于搅拌板搅拌污水。

如图3和图4，除了上述方案外，也可在搅拌杆161靠近反应罐体1上端外壁设有驱动齿轮165，反应罐体1上壁转动连接有与驱动齿轮165配合的从动齿轮166，从动齿轮166下端设有若干延伸进入反应罐体1上层液体的动杆167。当搅拌杆161在转动时通过驱动齿轮165带动从动齿轮166转动，此时从动齿轮166上的动杆167在上层液体内转动，进一步提高污水与厌氧菌的交互，使得厌氧菌分解污水中的污染物；将从动齿轮166位于搅拌杆161远离回气管152的一侧，是为了加快远离回气管152一侧污水的流动。

如图1，随着反应的持续进行，反应罐体1内产生的气体较多时，反应罐体1上端开设有备用气管18，备用气管18远离反应罐体1的一端连接有储气罐181，储气罐181的出气口通过连接管182与回气管152连通，备用气管18和连通管上均设有第四截止阀183。此时备用气管18将多余的气体输送至储气罐181内进行储存，储气罐181内的废气可以通入回气管152内加快污水与厌氧菌的交互，之后再次被排气管15输送出去。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种厌氧反应器，其特征是：包括反应罐体（1）、设置在反应罐体（1）下端的用于传输污水的进料管（11）、设置在反应罐体（1）上端的用于传输厌氧菌的输料管（12）、与输料管（12）的出料口连通且沿反应罐体（1）高度方向延伸的第一分料管（121）、设置在第一分料管（121）上且与反应罐体（1）内各层连通的若干第二分料管（122），各个所述第二分料管（122）上均设有第一截止阀（123），所述反应罐体（1）下端设有排空管（13），所述排空管（13）上设有第二截止阀（131）；

所述反应罐体（1）上设有与反应罐体（1）连通的U形回流管（14），所述回流管（14）的两端均与反应罐体（1）内部中间层液体连通，且所述回流管（14）上设有抽水泵（141）；

所述反应罐体（1）上端开设有排气管（15），所述排气管（15）上设有用于净化排气管（15）内有毒气体的净化装置（151）；

所述反应罐体（1）上端设有搅拌电机（16），所述搅拌电机（16）的转轴上同轴设有延伸至反应罐体（1）下端的搅拌杆（161），所述搅拌杆（161）上设有若干搅拌叶片（162）。

2.根据权利要求1所述的一种厌氧反应器，其特征是：所述排气管（15）上设有回气管（152），所述回气管（152）远离排气管（15）的一端与反应罐体（1）内部上层液体连通，所述回气管（152）上设有第三截止阀（153），所述回气管（152）在靠近反应罐体（1）的一端设有限制反应罐体（1）内液体流出回气管（152）的单向阀（154）。

3.根据权利要求1所述的一种厌氧反应器，其特征是：所述排气管（15）与净化装置（151）通过法兰盘（155）连接。

4.根据权利要求1所述的一种厌氧反应器，其特征是：所述反应罐体（1）内设有将反应罐体（1）分为底层、中间层和上层的生物膜（17）。

5.根据权利要求1所述的一种厌氧反应器，其特征是：各个所述搅拌叶片（162）上设有连接绳（163），所述连接绳（163）远离搅拌叶片（162）的一端设有搅拌板。

6.根据权利要求5所述的一种厌氧反应器，其特征是：所述搅拌板为若干相互交叉连接的移动杆（164），各个所述移动杆（164）纵横交错。

7.根据权利要求1所述的一种厌氧反应器，其特征是：所述排气管（15）上设有阻火器（156）。

8.根据权利要求2所述的一种厌氧反应器，其特征是：所述回气管（152）在靠近反应罐体（1）的一端设有透明的观察窗口（157）。

9.根据权利要求2所述的一种厌氧反应器，其特征是：所述搅拌杆（161）在靠近反应罐体（1）上端外壁设有驱动齿轮（165），所述反应罐体（1）上壁转动连接有与驱动齿轮（165）配合的从动齿轮（166），所述从动齿轮（166）下端设有若干延伸进入反应罐体（1）上层液体的动杆（167），所述从动齿轮（166）位于搅拌杆（161）远离回气管（152）的一侧。

10.根据权利要求2所述的一种厌氧反应器，其特征是：所述反应罐体（1）上端开设有备用气管（18），所述备用气管（18）远离反应罐体（1）的一端连接有储气罐（181），所述储气罐（181）的出气口通过连接管（182）与回气管（152）连通，所述备用气管（18）和连通管上均设有第四截止阀（183）。