CN201111511Y - 生物气环流气升式内循环变压厌氧发酵装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于厌氧发酵的技术领域，具体是涉及一种生物气环流气升式内循环变压厌氧发酵装置，解决了现有技术中厌氧生物处理负荷较小、启动时间长等问题。其包括发酵罐，发酵罐底部设置进料液管、排渣管，发酵罐顶部设置定压泄压阀，发酵罐内自上而下设置内循环导流管、反射锥、曝气管，内循环导流管与发酵罐罐壁之间设置填料，曝气管经外储气罐与发酵罐顶部连通。本实用新型具有如下有益效果：强化了传质效果，提高了厌氧消化效率及能力，避免传统厌氧发酵易于酸化的危险；大大降低设备投资；可处理较高悬浮物的废水，适应能力更强；产出的甲烷气体含量比传统的常压厌氧发酵提高30％以上。
Description
技术领域
本实用新型属于厌氧发酵的技术领域，具体涉及一种生物气环流气升式内循环变压厌氧发酵装置。
背景技术
厌氧生物处理技术已经发展了一百多年，从1860年法国的Mouras自动净化器到20世纪70年代荷兰发明的上流式厌氧污泥床工艺和20世纪80年代荷兰发明的IC内循环厌氧发酵工艺，其技术及工艺的进展比较缓慢。主要原因有：(1)厌氧生物处理是一种多菌群、多层次的厌氧发酵过程，种群多，关系复杂，以现有技术手段上难以完全清楚其发酵过程；(2)由于其发酵过程难以定量表达，致使相应的工艺技术均以试验结果为基础，通用性和广泛的适应性受到局限；(3)直至20世纪70年代石油危机爆发之后，厌氧生物处理技术作为一种再生能源技术才受到重视，很多技术工艺的进展也是近些年才出现的。
厌氧发酵的基本原理是在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，使有机物分解产生CH4(甲烷)和CO2(二氧化碳)的过程。传统的厌氧发酵技术均在常压下进行(一般发酵压力不超过8000帕)，其主要工艺有厌氧接触工艺、厌氧生物膜工艺和厌氧活性污泥床工艺等。目前比较先进且成熟的工艺当属UASB(上流式厌氧污泥床工艺)，它通过促进厌氧颗粒污泥的形成和沉降，取得高浓度和高活性的厌氧污泥，通过稳定的生物相的形成和代谢条件的优化，取得较大的反应处理能力。但是UASB也有明显的不足，(1)只能处理低悬浮物的污水；(2)处理负荷一般不超过15KgCOD/(M3·天)；(3)启动时间长，一般在3-6个月以上才能正常运行。
发明内容
本实用新型为了解决现有技术中厌氧生物处理负荷较小、启动时间长等问题，提供了一种生物气环流气升式内循环变压厌氧发酵装置。
本实用新型采用如下的技术方案实现：
一种生物气环流气升式内循环变压厌氧发酵装置，包括发酵罐，发酵罐底部设置进料液管、排渣管，其特征在于发酵罐顶部设置定压泄压阀，发酵罐内自上而下设置内循环导流管、反射锥、曝气管，内循环导流管与发酵罐罐壁之间设置填料，曝气管经外储气罐与发酵罐顶部连通。
外储气罐与曝气管连接的管路上、外储气罐与发酵罐顶部连接的管路上分别设置单向阀。
内循环导流管上部为倒台体形，下部为筒形。
本实用新型通过周期性变换发酵罐内的生物压力，促进厌氧分解及发酵菌群剧烈活动，刺激甲烷菌活性，代谢加快，增强产气能力，解决厌氧污泥活性不高的问题，并且由于压力状态下罐内液体能溶解更多的二氧化碳，形成高浓度的碳酸氢盐，构成了高于常压下数倍的中和缓冲体系，解决了常压厌氧发酵时负荷过高导致的酸化危险；通过生物气环流气升式内循环装置，强化污泥与料液的传质接触，提高菌群对有机物的利用效率；利用外储气罐的生物压力气体回流发酵罐，强化了发酵罐内料液的循环效果，外储气罐同时作为厌氧发酵的前处理-酸化罐，则酸化罐本身所产生的H2和CO2进入发酵罐又成为利用H2和CO2合成甲烷的甲烷菌的原料，增加产气量；由于CO2在压力下的溶解增加和甲烷的难溶与水的特点使本技术装置产出的气体中甲烷含量较高(一般在70％-85％之间)。
本实用新型相对现有技术具有如下有益效果：
1、通过变压刺激、气升循环和生物气回流，强化传质效果，提高厌氧消化效率。
2、提高厌氧消化能力，避免传统厌氧发酵易于酸化的危险。
3、效率和能力的提高直接导致发酵罐容积的缩小，大大降低设备投资。
4、可处理较高悬浮物的废水，适应能力更强。
5、产出的甲烷气体含量比传统的常压厌氧发酵提高30％以上。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图
图中：1-发酵罐，2-定压泄压阀，3-安全阀，4-排气单向阀，5-外储气罐，6-内循环导流管，7-填料，8-反射锥，9-曝气管，10-进料液管，11-排渣管，12-进气单向阀
具体实施方式
结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明，实施例是用来说明本实用新型的，而不是对其作任何限制。
生物气环流气升式内循环变压厌氧发酵装置，包括发酵罐1，发酵罐1底部设置进料液管10、排渣管11，其特征在于发酵罐1顶部设置定压泄压阀2，发酵罐1内自上而下设置内循环导流管6、反射锥8、曝气管9，内循环导流管6与发酵罐1罐壁之间设置填料7，曝气管9经外储气罐5与发酵罐1顶部连通。
外储气罐5与曝气管9连接的管路上设置进气单向阀12，外储气罐5与发酵罐1顶部连接的管路上设置排气单向阀4。
内循环导流管6上部为倒台体形，下部为筒形。
当发酵罐1内装入部分厌氧污泥并通过进料液管10输入需要消化的料液后，通过厌氧发酵产气在发酵罐1上部形成储压区，同时通过管路(经过排气单向阀4)将压力气体储存到外储气罐5中，当发酵罐1内储压达到设定值(0.1MPa-0.5MPa)时通过定压泄压阀2排出到用户储气罐中，当发酵罐1内压力下降到至设定低压(0.01MPa-0.3MPa)时关闭定压泄压阀2，此时罐内压力低于外储气罐5压力，外储气罐5内的气体通过管路进入到发酵罐1底部经曝气管9释放，成为发酵罐1环流气升内循环的气源动力。
罐内设置的填料7用于截留高活性的厌氧污泥，使产气量增大，强化环流内循环的效果。
Claims (3)
1、一种生物气环流气升式内循环变压厌氧发酵装置，包括发酵罐(1)，发酵罐(1)底部设置进料液管(10)、排渣管(11)，其特征在于发酵罐(1)顶部设置定压泄压阀(2)，发酵罐(1)内自上而下设置内循环导流管(6)、反射锥(8)、曝气管(9)，内循环导流管(6)与发酵罐(1)罐壁之间设置填料(7)，曝气管(9)经外储气罐(5)与发酵罐(1)顶部连通。
2、根据权利要求1所述的生物气环流气升式内循环变压厌氧发酵装置，其特征在于外储气罐(5)与曝气管(9)连接的管路上、外储气罐(5)与发酵罐(1)顶部连接的管路上分别设置单向阀。
3、根据权利要求1或2所述的生物气环流气升式内循环变压厌氧发酵装置，其特征在于内循环导流管(6)上部为倒台体形，下部为筒形。
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