CN203333655U - 一种溢流式双循环厌氧反应器 - Google Patents

一种溢流式双循环厌氧反应器 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种溢流式双循环厌氧反应器，包括反应器主体、循环搅拌装置、设于反应器主体顶部的排泥装置和排渣装置，反应器主体顶部设有进料管和出沼气管；循环搅拌装置包括外循环搅拌装置和用于推动发酵液在反应器主体内循环流动的内循环搅拌装置；排泥装置包括溢流槽，下端延伸至反应器主体的底部且上端插入溢流槽内部的溢流管以及设于溢流槽的外壁上的排泥管；排渣装置包括闸门、浮渣槽和设于浮渣槽外壁上的排渣管。本实用新型增加了湍动程度，传质效果高；消除了短路和死区，避免沉渣；减少了浮渣泡沫面积，结壳率低；反应器的容积产气率和处理效率高；通过溢流排泥方式保证反应器内不产生负压；进料管与循环管汇合，使发酵原料提前接种。

Description

一种溢流式双循环厌氧反应器
技术领域
本实用新型涉及厌氧消化技术领域，尤其涉及一种溢流式双循环厌氧反应器。
背景技术
厌氧消化是有机物质被厌氧菌在厌氧条件下分解产生甲烷和二氧化碳的过程。厌氧消化的优点是有机质经消化产生了能源，残余物可作肥料。厌氧消化开始用于废物处理，现在厌氧消化已应用于多个领域，如工业废水处理、城市垃圾的处理及潜在能源的开发、作燃料与动力，并且已建立了大规模的厌氧消化沼气工程。
厌氧反应器是大中型沼气工程的核心设备，微生物的繁殖、有机物的分解转化、沼气的生成都是在反应器里进行的，因此，反应器的结构和运行情况是一个沼气工程设计的重点。
完全混合式反应器，是目前大中型沼气工程中使用最多、适用范围最广的一种厌氧反应器。该厌氧反应器内安装有搅拌装置，使反应器内物料均匀分布，避免了分层状态，增加了发酵原料和微生物接触的机会。在德国，大约90%的沼气工程发酵装置采用完全混合式厌氧反应器，装置容积800～1500m3。集中沼气工程发酵装置容积2000～5000m3。但也存在着以下缺点：（1）易产生厚的浮渣结壳，大量的有机物质漂浮在发酵液表面，不能和微生物进行充分接触，导致产气率低下并阻止沼气的溢出；（2）需要足够的搅拌，尤其是大型的厌氧反应器，如果搅拌效果欠佳，会大大降低有效容积的利用率和产气率；（3）易产生大量的泡沫，这些泡沫有时甚至能布满厌氧反应器集气室，能妨碍沼气的溢出，引起反应器的逃液甚至爆炸；（4）易产生大量沉渣，减少厌氧反应器的有效容积，甚至会导致反应器报废。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种产气率高、搅拌效果好，且能避免产生浮渣、结壳、泡沫、沉渣的一种溢流式双循环厌氧反应器。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种溢流式双循环厌氧反应器，包括反应器主体、进料管、出沼气管、循环搅拌装置、排泥装置和排渣装置。
所述反应器主体上部设有所述进料管和所述出沼气管。
所述循环搅拌装置包括用于推动发酵液在所述反应器主体内循环流动的内循环搅拌装置和设置于所述反应器主体外部的外循环搅拌装置，所述外循环搅拌装置包括循环泵和循环管，所述循环管的一端延伸至反应器主体的底部，另一端与所述进料管连通，所述循环管上设有所述循环泵，所述循环泵和所述进料管之间的循环管上设有排沙口。
所述排泥装置包括溢流槽、溢流管和排泥管，所述溢流管下端延伸至反应器主体的底部，上端插入设于所述反应器主体顶部的溢流槽内部，所述溢流槽的外壁上设有所述排泥管。
所述排渣装置设于所述反应器主体顶部，所述排渣装置包括闸门、浮渣槽和设于浮渣槽外壁上的排渣管，所述浮渣槽在所述反应器主体顶部与所述反应器主体内部连通，在所述反应器主体顶部和所述浮渣槽之间设有所述闸门，所述闸门用于控制所述浮渣槽和所述反应器主体内部的连通和断开。
本实用新型的有益效果是：（1）增加了湍动程度，提高了传质效果；（2）消除了短路和死区，有效的解决了沉渣的问题；（3）减少了浮渣泡沫面积，降低结壳的机率；（4）提高了反应器的容积产气率和处理效率；（5）通过溢流排泥方式保证反应器内不会有负压的产生；（6）进料管与循环管汇合，使发酵原料提前接种。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述内循环搅拌装置为螺杆-导流筒搅拌器。
进一步，位于所述溢流槽内部的溢流管上设有至少两根不同高度的溢流支管。
进一步，所述位于所述反应器主体的底部的溢流管上连接有通沼气管。
进一步，所述反应器主体顶部设置有与高压自来水管连接的破壳消泡装置，所述破壳消泡装置内设有可进行360°旋转的喷嘴。
进一步，所述反应器主体上部设置有观察窗和\或阻火呼吸阀和\或温度检测装置和\或压力检测装置和\或液位检测装置。
采用上述进一步方案的有益效果是：精确了解控制厌氧反应器内的参数，维持厌氧反应器的正常运行；可以通过溢流管上通沼气对溢流管进行疏通，防止溢流管底部堵塞；破壳消泡装置可以通过高压自来水打碎泡沫、结壳。
进一步，所述反应器主体的材料为钢或钢砼。
进一步，所述反应器主体包括相互连通的反应器罐体、反应器罐顶和反应器罐底，所述反应器罐体位于所述反应器罐顶和所述反应器罐底之间，。
进一步，所述反应器罐体呈圆柱形，所述反应器罐顶呈圆台形，所述反应器罐底呈倒置的圆台形。
进一步，所述进料管和所述出沼气管设于所述反应器罐顶上；所述循环管下端和所述溢流管下端延伸到所述反应器主体的反应器罐底。
附图说明
图1为本实用新型一种溢流式双循环厌氧反应器的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、反应器罐体，2、反应器罐顶，3、反应器罐底，4、进料管，5、出沼气管，6、螺杆-导流筒搅拌器，7、循环管，8、循环泵，9、溢流槽，10、溢流管，11、溢流支管，12、排泥管，13、浮渣槽，14、排渣管，15、闸门，16、破壳消泡装置，17、高压自来水管，18、观察窗，19、集气室，20、阻火呼吸阀，21、反应器主体，22、通沼气管，23、排沙口。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
图1为本实用新型一种溢流式双循环厌氧反应器的结构示意图，如图1所示，该溢流式双循环厌氧反应器，包括反应器主体21，进料管4，出沼气管5，包括溢流槽9、溢流管10和排泥管12的排泥装置，包括闸门15、浮渣槽13和排渣管14的排渣装置以及循环搅拌装置。
反应器主体21采用钢结构或钢砼结构。反应器主体21包括相互连通的反应器罐体1、反应器罐顶2和反应器罐底3，反应器罐体1位于反应器罐顶2和所述反应器罐底3之间，且反应器罐顶2位于反应器罐体1的上端，反应器罐底3位于反应器罐体1的下端。反应器罐顶2为反应器主体21的顶部，反应器罐底3为反应器主体21的底部。反应器罐体1呈圆柱形，反应器罐顶2呈圆台形，反应器罐底3呈倒置的圆台形。反应器主体21的反应器罐顶3上设有进料管4和出沼气管5。
循环搅拌装置包括用于推动发酵液在反应器主体21内循环流动的内循环搅拌装置和设置于所述反应器主体21外部的外循环搅拌装置。外循环搅拌装置包括循环泵8和循环管7，循环管7的一端延伸至反应器主体21中的反应器罐底3，循环管7的另一端与进料管4连通，且循环管7上还设有循环泵8，循环泵8和进料管4之间的循环管7上设有排沙口23。本实施例中，内循环搅拌装置为螺杆-导流筒搅拌器6。螺杆-导流筒搅拌器6设于反应器主体21内部中心位置。包括导流筒和位于导流筒内的带螺旋桨叶的螺杆，以及驱动螺杆旋转的驱动装置。
内循环搅拌方式：螺杆-导流筒搅拌器6启动，将机械能传递给发酵液，并在导流筒形成一股高速射流，使发酵液从导流筒上端进入导流筒中，从导流筒上底部开口喷射而出，从而推动发酵液在厌氧反应器内循环流动。
外循环搅拌方式：厌氧反应器内发酵液经循环泵8的作用，进入循环管7，最后汇入进料管4中，完成一个循环。
内外循环搅拌共同作用，不仅消除了短路和死区，防止出现沉渣，而且能将浮渣、泡沫吸入导流筒中，使物料充分混合，提高了传质效果，解决了浮渣、结壳和泡沫的问题，还能对进料进行提前接种，提高处理效率。
排泥装置中溢流管10的下端延伸至反应器主体21中的反应器罐底3处，溢流管10的上端插入设于反应器主体21顶部的溢流槽9内部，溢流槽9的外壁上设有排泥管12。位于溢流槽9内部的溢流管10上设有至少两根不同高度的溢流支管11。所述位于反应器主体21的底部的溢流管10上连接有通沼气管22。溢流槽9位于反应器罐顶2外侧，且一侧紧贴浮渣槽13。
包括闸门15、浮渣槽13和排渣管14的排渣装置设于所述反应器主体21顶部，排渣管14设于浮渣槽13外壁上，浮渣槽13在所述反应器主体顶部，与所述反应器主体21内部连通，在所述反应器主体顶部和所述浮渣槽之间设有闸门15，将闸门15优选设于浮渣槽13与反应器主体21共用的内壁上。闸门15用于控制浮渣槽13和反应器主体21内部的连通和断开。浮渣槽13位于反应器罐顶2的外侧，且紧贴反应器罐顶2外壁。溢流槽9和浮渣槽13的上端均为开口，且开口端用一盖子盖住。盖子呈网格状，便于查看槽内情况。
反应器主体21的反应器罐顶2上设置有与高压自来水管17连接的破壳消泡装置16，破壳消泡装置16内设有可进行360°旋转的喷嘴。
所述反应器主体21的反应器罐顶2上设置有观察窗18和\或阻火呼吸阀20和\或温度检测装置（图中未示出）和\或压力检测装置（图中未示出）和\或液位检测装置（图中未示出）。
本发明装置的具体工作方式：
在厌氧反应器工作过程中，厌氧反应器内的发酵液经循环泵8的作用与发酵原料在进料管4中进行混合接种，随后进入厌氧反应器中，混合后的发酵液在螺杆-导流筒搅拌6的循环搅拌下，从厌氧反应器灌顶进入导流筒中，由于搅拌器的喷射作用不断从导流筒底端出口喷出，使发酵原料和微生物在整个厌氧反应器内进行全面的混合接触，破坏沉渣、浮渣、结壳和泡沫的形成。
发酵原料进入厌氧反应器中，由于重力的作用，发酵原料进入厌氧反应器使反应器罐底3的发酵液经溢流管10进入溢流槽9中，溢流槽9中的发酵液再通过排泥管12排出，以维持厌氧反应器内正常的压力。
发酵原料在厌氧反应器内的混合过程中，逐步被微生物降解产生沼气，沼气上升溢出到集气室19中，通过出沼气管5被收集。
若是从观察窗18观察到厌氧反应器发酵液表面出现大量浮渣的情况，可开启闸门15，此时浮渣槽13与反应器主体21连通，反应器主体21内浮渣排放至浮渣槽13中，通过排渣管14排出。若是从观察窗18观察到厌氧反应器发酵液表面出现结壳和大量泡沫的情况，开启破壳消泡装置16，通过高压自来水向反应器内液面上冲洗，打碎结壳和泡沫，以保证反应器正常的运行。
当溢流管10出现溢流不畅的情况，可已通过溢流管上的通沼气管22对溢流管进行疏通，以保持排泥正常。
每隔一定时间，可通过停止螺杆-导流筒搅拌器6并开启循环泵8，将反应器罐底积沙沉渣通过排沙口23强制排除，以保证反应器良好运行。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种溢流式双循环厌氧反应器，包括反应器主体、进料管和出沼气管，其特征在于：该溢流式双循环厌氧反应器还包括循环搅拌装置、排泥装置、排渣装置；
所述反应器主体顶部设有所述进料管和所述出沼气管；
所述循环搅拌装置包括用于推动发酵液在反应器主体内循环流动的内循环搅拌装置和设置于所述反应器主体外部的外循环搅拌装置，所述外循环搅拌装置包括循环泵和循环管，所述循环管的一端延伸至所述反应器主体的底部，另一端与所述进料管连通，所述循环管上设有所述循环泵，所述循环泵和所述进料管之间的循环管上设有排沙口；
所述排泥装置包括溢流槽、溢流管和排泥管，所述溢流管下端延伸至反应器主体的底部，上端插入设于所述反应器主体顶部的溢流槽内部，所述溢流槽的外壁上设有所述排泥管；
所述排渣装置设于所述反应器主体顶部，所述排渣装置包括闸门、浮渣槽和设于浮渣槽外壁上的排渣管，所述浮渣槽在所述反应器主体顶部与所述反应器主体内部连通，在所述反应器主体顶部和所述浮渣槽之间设有所述闸门，所述闸门用于控制所述浮渣槽和所述反应器主体内部的连通和断开。
2.根据权利要求1所述的一种溢流式双循环厌氧反应器，其特征在于：所述内循环搅拌装置为螺杆-导流筒搅拌器。
3.根据权利要求1或2所述的一种溢流式双循环厌氧反应器，其特征在于：位于所述溢流槽内部的溢流管上设有至少两根不同高度的溢流支管。
4.根据权利要求1或2所述的一种溢流式双循环厌氧反应器，其特征在于：所述位于所述反应器主体的底部的溢流管上连接有通沼气管。
5.根据权利要求1或2所述的一种溢流式双循环厌氧反应器，其特征在于：所述反应器主体顶部设置有与高压自来水管连接的破壳消泡装置，所述破壳消泡装置内设有可进行360°旋转的喷嘴。
6.根据权利要求1或2所述的一种溢流式双循环厌氧反应器，其特征在于：所述反应器主体上部设置有观察窗和\或阻火呼吸阀和\或温度检测装置和\或压力检测装置和\或液位检测装置。
7.根据权利要求1或2所述的一种溢流式双循环厌氧反应器，其特征在于：所述反应器主体的材料为钢或钢砼。
8.根据权利要求1或2所述的一种溢流式双循环厌氧反应器，其特征在于：所述反应器主体包括相互连通的反应器罐体、反应器罐顶和反应器罐底，所述反应器罐体位于所述反应器罐顶和所述反应器罐底之间。
9.根据权利要求8所述的一种溢流式双循环厌氧反应器，其特征在于：所述反应器罐体呈圆柱形，所述反应器罐顶呈圆台形，所述反应器罐底呈倒置的圆台形。
10.根据权利要求8所述的一种溢流式双循环厌氧反应器，其特征在于：所述进料管和所述出沼气管设于所述反应器罐顶上；所述循环管下端和所述溢流管下端延伸到所述反应器主体的反应器罐底。
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