CN115321678B - 厨余垃圾消化泡沫去除控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及垃圾处理相关技术领域，具体为一种厨余垃圾消化泡沫去除控制装置，包括密闭消化罐，所述消化罐内部设有隔板，所述隔板将消化罐分为左右分布的两个密闭箱体，每个箱体均开设有与其内部连通的进液口，两个箱体之间连接有输送机构，所述输送机构用于将两个箱体内的气体进行往复输送；本发明通过输送机构将气体往复输送使左右两个箱体内产生压差进行消泡，采用物理消泡而无需添加任何试剂，经济高效且不会因为添加化学物质消泡而影响厌氧反应过程，整个装置结构简单、操作方便且过程可控。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾处理相关技术领域，具体为一种厨余垃圾消化泡沫去除控制装置。
背景技术
采用厌氧消化技术处理餐厨垃圾不仅能实现其减量化、无害化，还可实现其能源化及资源化；然而，起泡是厌氧消化系统中常见的操作问题，当消化底物中有餐厨垃圾时，起泡事件更为频繁。起泡会引发经济损失、加大反应器运行难度、引发环境和安全风险，探索起泡机理进而开发消泡策略被研究者广泛关注。目前常用的方法是添加消泡剂，不仅增加操作费用，而且还会给消化微生物带来额外的负担。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中采用消泡剂来进行消泡，不仅增加操作费用，而且还会给消化微生物带来额外的负担的问题，现提供一种厨余垃圾消化泡沫去除控制装置。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种厨余垃圾消化泡沫去除控制装置，包括密闭消化罐，所述消化罐内部设有隔板，所述隔板将消化罐分为左右分布的两个密闭箱体，每个箱体均开设有与其内部连通的进液口及排污口，且每个箱体上均安装有压力表，厨余垃圾从两个进液口分别进入对应的箱体内部，消化反应完成后从对应的排污口排出，两个箱体之间连接有输送机构，所述输送机构用于将两个箱体内的气体进行往复输送。
首先开启输送机构将其中一个箱体内部的气体输送至另一箱体内，使一个箱体的压力增大，另一个箱体的压力减小，左右两个箱体中的压力差逐渐增大，压力小的箱体内，泡沫内部压力比周围要大因而破裂，压力大的箱体内，泡沫内部压力比周围要小因而被压缩，气泡减小或者消失；当压力大的一边的压力增加到1.5～2.5个大气压时，输送机构停止工作，持续5～10个小时后，开启输送机构进行反向输送，当其中一个箱体上的压力表到达设定值时，则再次停止风机，如此进行循环，通过输送机构将气体往复输送使左右两个箱体内产生压差进行消泡。
上述技术方案通过输送机构将气体往复输送使左右两个箱体内产生压差进行消泡，采用物理消泡而无需添加任何试剂，经济高效且不会因为添加化学物质消泡而影响厌氧反应过程，整个装置结构简单、操作方便且过程可控。
进一步的，每个箱体均连接有氨气接入管、甲醇接入管以及挥发性脂肪酸VFA在线分析仪、氨气在线分析仪；厌氧消化过程中碳氮比的合适范围一般是从1:20到1:30，既不能太高也不能太低，否则都会对厌氧发酵过程产生影响，不合适的碳氮比会造成大量的氨气的释放或是挥发性脂肪酸的过度累积，而氨气和挥发性脂肪酸都是厌氧消化中重要的中间产物，不合适的浓度都会抑制甲烷发酵过程。挥发性脂肪酸在线分析仪和氨气在线分析仪可实时在线检测气相中氨气和挥发性脂肪酸的浓度，并自动计算两者的比例，当两者浓度氨气：VFA小于1:15～20时，自动打开氨气接入管的控制阀门，当两者浓度氨气：VFA大于1:15～20时，自动打开甲醇接入管的控制阀门，以调节消化液内的碳氮比例，使碳氮比例能够保持在最佳的消化范围内，使消化过程顺利进行。
进一步的，每个箱体顶部均开设有气孔，所述气孔内部插设有气管，所述气管的一端伸出箱体与输送机构连接，气管的另一端插入箱体底部，输送机构两端分别与两个气管连接，气管上安装有仅允许气体流出的第一单向阀，且气管上位于第一单向阀上方的位置设有支管，支管位于箱体内部且位于消化液上方，支管上安装有仅允许气体进入的第二单向阀；输送机构开启时，气体从其中一个箱体内的支管进入气管，通过输送机构进入另一个箱体内部可实现两个箱体的交替减压和增压来进行消泡，且可通过输送机构的往复输送，将氨气和挥发性脂肪酸抽出再溶入厨余垃圾消化液中，避免了氨气和挥发性脂肪酸堆积，也可以调节pH，避免挥发性脂肪酸堆积导致的pH的局部偏低，改善微生物生长环境。
进一步的，每个箱体内部均设有盖板，所述盖板将箱体分为上下分布的两个腔体，且盖板上插设有向上延伸的供气体在两个腔体之间流通的流通管，所述支管位于流通管与箱体侧壁之间；厨余垃圾从进液口进入时，控制进入量在盖板以下，输送机构开启，位于下方的腔体中的气体通过流通管进入支管，当气体中含有少量泡沫时，气体通过流通管向支管运动的过程中，泡沫可落至箱体侧壁与流通管所包围的盖板上方，从而可去除部分泡沫。
进一步的，所述输送机构包括一风机，所述风机为正反转风机，正反转风机转向不同时，气体输送方向相反。
进一步的，所述输送机构包括两个并联的风机，两个风机输送方向相反。
进一步的，所述气管靠近输送机构的位置安装有截止阀，当风机开启使两个箱体内部产生压差至预定值后，风机关闭，同时关闭截止阀可保持两个箱体内部压力，使两个箱体保持密闭不连通状态。
进一步的，所述箱体侧壁位于盖板上方的位置设有与腔体连通的清理门，当少量泡沫通过流通管向支管运动中会落至盖板上方，当聚集较多时，则可以打开清理门进行清理。
进一步的，所述输送机构两侧均设有除沫填料，除沫填料为多层棉质网，当少量泡沫进入通过支管进入气管后，除沫填料可进行拦截。
本发明的有益效果是：(1)本发明通过输送机构将气体往复输送使左右两个箱体内产生压差进行消泡，采用物理消泡而无需添加任何试剂，经济高效且不会因为添加化学物质消泡而影响厌氧反应过程，整个装置结构简单、操作方便且过程可控。(2)通过对消化液中气体的抽提来分析消化液中碳氮浓度，并对碳氮浓度进行调节，可以比较准确、高效的获得适合微生物生长的碳氮比。
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为实施例一的结构示意图；
图2是实施例二的结构示意图；
图中：
1、消化罐；101、箱体；1011、进液口；1012、腔体；1013、排污口；2、隔板；3、气管；301、支管；4、第一单向阀；5、第二单向阀；6、盖板；7、流通管；8、氨气接入管；9、甲醇接入管；10、截止阀；11、输送机构；12、清理门；13、除沫填料；14、压力表。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
实施例一：
如图1所示，本发明是一种厨余垃圾消化泡沫去除控制装置，包括密闭消化罐1，所述消化罐1内部设有隔板2，所述隔板2将消化罐1分为左右分布的两个密闭箱体101，每个箱体101均开设有与其内部连通的进液口1011及排污口1013，且每个箱体101上均安装有压力表14，厨余垃圾从两个进液口1011分别进入对应的箱体101内部，消化反应完成后从对应的排污口1013排出。
每个箱体101顶部均开设有气孔，所述气孔内部插设有气管3，所述气管3的一端伸出箱体101与输送机构11连接，气管3的另一端插入箱体101底部，输送机构11两端分别与两个气管3连接，气管3上安装有仅允许气体流出的第一单向阀4，且气管3上位于第一单向阀4上方的位置设有支管301，支管301位于箱体101内部且位于消化液上方，支管301上安装有仅允许气体进入的第二单向阀5；
两个箱体101之间连接有正反转风机，正反转风机转向不同时，气体输送方向相反，其用于将两个箱体101内的气体进行往复输送，例如当正反转风机正转时，左边箱体101内部的气体通过其内支管301进入气管3后被输送至右边箱体101内，左边箱体101压力减小，右边箱体101压力增大，当正反转风机反转时，右边箱体101内部的气体通过其内支管301进入气管3后被输送至左边箱体101内，左边箱体101压力增大，右边箱体101压力减小。压力小的箱体101内，泡沫内部压力比周围要大因而破裂，压力大的箱体101内，泡沫内部压力比周围要小因而被压缩，气泡减小或者消失；当压力大的一边的压力增加到1.5～2.5个大气压时，正反转风机停止工作，持续5～10个小时后，开启正反转风机进行反向输送，当其中一个箱体101上的压力表14到达设定值时，则再次停止风机。通过正反转风机将气体往复输送使左右两个箱体101交替减压和增压来进行消泡，物理消泡而无需添加任何试剂，经济高效。
每个箱体101均连接有氨气接入管8、甲醇接入管9挥发性脂肪酸VFA在线分析仪及氨气在线分析仪；厌氧消化过程中碳氮比的合适范围一般是从20:1到30:1，既不能太高也不能太低，否则都会对厌氧发酵过程产生影响，不合适的碳氮比会造成大量的氨气的释放或是挥发性脂肪酸的过度累积，而氨气和挥发性脂肪酸都是厌氧消化中重要的中间产物，不合适的浓度都会抑制甲烷发酵过程。挥发性脂肪酸在线分析仪和氨气在线分析仪可实时在线检测气相中氨气和挥发性脂肪酸的浓度，并自动计算两者的比例，当两者浓度氨气：VFA小于1:15～20时，自动打开氨气接入管8的控制阀门，当两者浓度氨气：VFA大于1:15～20时，自动打开甲醇接入管9的控制阀门，以调节消化液内的碳氮比例，使碳氮比例能够保持在最佳的消化范围内，使消化过程顺利进行，当通入氨气和VFA来对浓度进行调节时，一般都为微调，即仅需通入少量气体，因而对箱体101内部气压影响很小，不会影响消泡过程。
当正反转风机启动时，其中一个箱体101内部的氨气和挥发性脂肪酸可通过其内支管301进入气管3后被输送至右边箱体101底部，使其溶入厨余垃圾消化液中，避免了氨气和挥发性脂肪酸堆积，改善微生物生长环境，也可以调节pH，避免挥发性脂肪酸堆积导致的pH的局部偏低，厌氧发酵菌尤其是甲烷菌对反应体系中的酸浓度是极为敏感的，较低pH值条件下，甲烷菌的生长就会受到抑制。通过在线监测挥发性脂肪酸浓度，当挥发性脂肪酸过高时，可以自动通入氨气，调节pH值。
每个箱体101内部均设有盖板6，所述盖板6将箱体101分为上下分布的两个腔体1012，且盖板6上插设有向上延伸的供气体在两个腔体1012之间流通的流通管7，所述支管301位于流通管7与箱体101侧壁之间；厨余垃圾从进液口1011进入时，控制进入量在盖板6以下，正反转风机开启，位于下方的腔体1012中的气体通过流通管7进入支管301，当气体中含有少量泡沫时，气体通过流通管7向支管301运动的过程中，泡沫可落至箱体101侧壁与流通管7所包围的盖板6上方，且箱体101侧壁位于盖板6上方的位置设有与腔体1012连通的清理门12，当泡沫聚集较多时，则可以打开清理门12进行清理。
所述气管3靠近正反转风机的位置安装有截止阀10，当正反转风机开启使两个箱体101内部产生压差至预定值后，风机关闭，同时关闭截止阀10可保持两个箱体101内部压力，使两个箱体101保持密闭不连通状态。
所述正反转风机两侧均设有除沫填料13，除沫填料13为多层棉质网，当少量泡沫进入通过支管301进入气管3后，除沫填料13可进行拦截。
实施例二：
如图2所示，实施例二与实施例一的区别在于：所述输送机构11包括两个并联的风机，两个风机输送方向相反，两个风机交替开启来实现两个箱体101的交替增压与减压。
本发明的工作原理及使用流程：
餐厨垃圾经过粉碎脱油处理之后，用泵从左右两边的进液口1011打入消化罐1内，将注入消化罐1内的餐厨垃圾的量控制在盖板6以下，然后关闭进液口1011，开始厌氧消化，当消化罐1内的餐厨垃圾出现泡沫时，启动风机，将其中一个箱体101内的气体输送至另一箱体101内，使一个箱体101的压力增大，另一个箱体101的压力减小，左右两个箱体101中的压力差逐渐增大，压力小的箱体101内，泡沫内部压力比周围要大因而破裂；压力大的箱体101内，泡沫内部压力比周围要小因而被压缩，气泡减小或者消失，当压力大的一边的压力增加到1.5～2.5个大气压时，风机停止工作，并联动关闭截止阀10，持续5～10个小时，然后启动截止阀10，风机反向旋转，当另一个压力表14的压力到达设定值时，则再次停止风机并关闭截止阀10。
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.一种厨余垃圾消化泡沫去除控制方法，其特征在于：采用一种泡沫去除装置，所述装置包括密闭消化罐（1），所述消化罐（1）内部设有隔板（2），所述隔板（2）将消化罐（1）分为左右分布的两个密闭箱体（101），每个箱体（101）均开设有与其内部连通的进液口（1011），且两个箱体（101）之间连接有输送机构（11）；
每个箱体（101）内均插设有气管（3），所述气管（3）的一端伸出箱体（101）与输送机构（11）连接，气管（3）的另一端插入箱体（101）底部，气管（3）上安装有仅允许气体流出的第一单向阀（4），且气管（3）上位于第一单向阀（4）上方的位置设有支管（301），所述支管（301）上安装有仅允许气体进入的第二单向阀（5）；
每个箱体（101）内部均设有盖板（6），所述盖板（6）将箱体（101）分为上下分布的两个腔体（1012），且盖板（6）上插设有向上延伸的供气体在两个腔体（1012）之间流通的流通管（7），所述支管（301）位于流通管（7）与箱体（101）侧壁之间；
所述输送机构（11）用于将两个箱体（101）内的气体进行往复输送，以使一个箱体(101)的压力增大实现增压消泡，另一个箱体(101)的压力减小实现减压消泡，当压力大的箱体(101)的压力增加到1.5～2.5个大气压时，输送机构（11）停止工作，持续5～10个小时后，开启输送机构(11)进行反向输送。
2.根据权利要求1所述的厨余垃圾消化泡沫去除控制方法，其特征在于：每个箱体（101）均连接有氨气接入管（8）、甲醇接入管（9）、挥发性脂肪酸VFA在线分析仪及氨气在线分析仪。
3.根据权利要求1所述的厨余垃圾消化泡沫去除控制方法，其特征在于：所述输送机构（11）包括一风机，所述风机为正反转风机。
4.根据权利要求1所述的厨余垃圾消化泡沫去除控制方法，其特征在于：所述输送机构（11）包括两个并联的风机，两个风机输送方向相反。
5.根据权利要求1所述的厨余垃圾消化泡沫去除控制方法，其特征在于：所述气管（3）靠近输送机构（11）的位置安装有截止阀（10）。
6.根据权利要求1所述的厨余垃圾消化泡沫去除控制方法，其特征在于：所述箱体（101）侧壁位于盖板（6）上方的位置设有与腔体（1012）连通的清理门（12）。
7.根据权利要求1所述的厨余垃圾消化泡沫去除控制方法，其特征在于：所述输送机构（11）两侧均设有除沫填料（13）。
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