CN203833929U - 完全混合型厌氧生物反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种完全混合型厌氧生物反应器，包括罐体，罐体内部装置立轴搅拌器，其特征在于，罐体上部设置有刮渣机，刮渣机包括四块以上刮渣板，刮渣板倾斜设置在旋转轴上，旋转轴装置于搅拌器上并且以搅拌器为轴线旋转；罐体底部设有支架，支架上装置有中心导流筒，搅拌器垂直通过中心导流筒；搅拌器上设置3层桨叶，桨叶在中心导流筒内。本实用新型的有益效果是反应器罐体设置的刮渣板和中心导流筒以及桨叶形成的流场使反应器内液面浮渣下沉、污泥沉渣上浮，物料充分混合反应，提高产气率，解决了浮渣堆积易顶毁反应器顶部的问题，同时也解决了污泥沉渣沉积形成死区造成的有效生物反应空间减少和易堵塞进料口、出料口的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及秸秆厌氧发酵与畜禽粪便厌氧发酵处理设备技术领域，具体为一种完全混合型厌氧生物反应器。
背景技术
随着生产技术水平的不断提高，农业和养殖业发展迅速，大量的废弃物产生，如秸秆、畜禽粪便等，堆积或者燃烧都会造成严重的环境污染和资源浪费等一系列问题，为了适应资源与环境保护的协调、可持续发展，人们将秸秆和畜禽粪便进行厌氧发酵处理，使之产生沼气，沼气作为一种清洁能源，其使用技术日趋成熟，不仅低碳环保，且对实现资源的重复利用有重大意义。
但是现有技术中，在反应器内对秸秆和畜禽粪便进行厌氧消化时，料液会产生许多浮渣和沉渣，一方面液面上大量的浮渣越积越厚，使这部分物料不能充分混合反应，降低产气率，并且如果不清除浮渣，最终会导致反应器顶部被顶毁；另一方面污泥沉渣在反应器底部逐渐堆积形成大片死区，既减少了有效生物反应空间，又会造成进料口和出料口的阻塞；如果采取人工清除的方式又浪费工时，降低生产效率。
实用新型内容
针对以上问题，本实用新型提供了一种完全混合型厌氧生物反应器，以解决厌氧生物反应器在反应过程中浮渣堆积和污泥沉渣沉积造成的反应物混合不充分、及伤害反应器设备的问题。
一种完全混合型厌氧生物反应器，包括罐体，罐体内部装置立轴搅拌器，其特征在于，罐体上部设置有刮渣机，刮渣机包括四块以上刮渣板，刮渣板倾斜设置在旋转轴上，旋转轴装置于搅拌器上并且以搅拌器为轴线旋转；罐体底部设有支架，支架上装置有中心导流筒，搅拌器垂直通过中心导流筒；搅拌器上设置3层桨叶，桨叶在中心导流筒内。
更进一步地，刮渣板边缘呈弧形，并与旋转轴成30—45度角，刮渣板厚度为2mm以上。
更进一步地，第一层桨叶和第三层桨叶的叶片水平倾角为40至50度，第二层桨叶的叶片水平倾角为20至30度。
更进一步地，罐体的高径比为1.5:1至3:1，反应器直径与中心导流筒的直径比为3.5:1至4:1，中心导流筒距刮渣机1.5米至1.8米，距反应器底部1.2米至1.5米。
更进一步地，搅拌器的转速为10-30转/分，叶片端线速度1.0-3.0米/每秒。
更进一步地，第一层桨叶距刮渣机0.3至0.5米，第三层桨叶距离导流筒底端0.2至0.5米，第二层桨叶设置在第一、三层桨叶的中间位置。
本实用新型的有益效果是反应器罐体设置的刮渣板和中心导流筒以及桨叶形成的流场使反应器内液面浮渣下沉、污泥沉渣上浮，物料充分混合反应，提高产气率，解决了浮渣堆积易顶毁反应器顶部的问题，同时也解决了污泥沉渣沉积形成死区造成的有效生物反应空间减少和易堵塞进料口、出料口的问题。
附图说明
图1为本实用新型提供的完全混合型厌氧生物反应器的结构示意图；
图2为图1中所示完全混合型厌氧生物反应器内部结构的俯视图；
图3为图1中所示桨叶的结构示意图。
图中：
1.罐体；2.减速器；3.立轴搅拌器；4.旋转轴；5.刮渣板；6.中心导流筒；7.支架；8.第一层桨叶；9.第二层桨叶；10.第三层桨叶。
具体实施方式
为了使本技术领域人员能够更好的理解本实用新型技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。
一种完全混合型厌氧生物反应器，包括罐体1，罐体1内部装置立轴搅拌器3；罐体1底部设有支架7，支架7上装置有中心导流筒6，搅拌器3垂直通过中心导流筒6；搅拌器3上设置3层桨叶，桨叶在中心导流筒6内，第一层桨叶8距液面0.3至0.5米，第三层桨叶10距离中心导流筒6底端0.2至0.5米，桨叶优选设置三片叶片，第一、三层桨叶的叶片倾角为40至50度，第二层桨叶9设置在第一、三层桨叶的中间位置，其叶片倾角为20至30度。搅拌器3的转速为10-30转/分，叶片端线速度1.0-3.0米/每秒，以利于形成完全混合流场。
罐体1上部的液面位置设置有刮渣机，刮渣机包括四块以上刮渣板5，刮渣板5边缘呈弧形以避免缠绕杂物；刮渣板5倾斜设置在旋转轴4上并与旋转轴成30—45度角，刮渣板5厚度为2mm以上；旋转轴4装置于搅拌器3上并且以搅拌器3为轴线旋转。
对于容积200—1000立米的厌氧生物反应器，罐体1的高径比对为1.5:1至3:1，以利于形成完全混合的流场，加快反应速度，提高COD去除率，增加产气量；反应器罐体1直径与中心导流筒6的直径比为3.5:1至4:1，中心导流筒6距液面1.5米至1.8米，距反应器底部1.2米至1.5米。
中心导流筒6的支架7可以为能够达到支撑固定中心导流筒6技术效果的任意结构、材质的适合支架。
本实用新型提供的完全混合型厌氧生物反应器从罐体1侧面底部进流进料，物料进入反应器内与菌种充分接触，在厌氧菌的作用下，秸秆或者畜禽粪便与菌种进行厌氧反应，罐体1顶部的减速器2控制搅拌器3以10-30转/分转速自旋运动，带动流体产生高度湍动，随着漩涡的扩散，高速射流推动料液流体产生大范围的循环流动，料液中的渣滓部分上升；与流体同向旋转的刮渣机将料液中上升到液面的浮渣推到液面以下；第一、三层桨叶的叶片倾角为40-50度，具有较大的推力，桨叶旋转形成的漩涡产生导流作用，浮渣被湍流带入中心导流筒6的同时被第一层桨叶8进行较小程度破碎并向下沉，经过中心导流筒6中部、第二层桨叶9的位置，第二层桨叶9倾角为20-30度，具有较强的剪切力，第二层桨叶9旋转形成的漩涡产生较强的剪切场，将浮渣物料进行二次加强旋转破碎，然后随流体经过第三层桨叶10的位置，同样被第三层桨叶10形成的漩涡进行较小程度的破碎，混合流体流出中心导流筒6外；桨叶和搅拌器3形成的无数小漩涡使得近区域流体带动外围流体湍动最终在底部形成大漩涡，使底部的污泥沉渣在旋流作用下向上运动，不能在底部堆积；这样中心导流筒6外面和里面形成上下循环流场，液面上端的浮渣下沉，底部的污泥沉渣上浮，使物料充分混合反应，产生的沼气沿着反应器罐体1底部向上缓慢上升，达到罐体1顶部时从气孔溢出收集处理；反应后的料液经罐体1上部的出料口排出。
以上对本实用新型进行了详细介绍。本文中对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种完全混合型厌氧生物反应器，包括罐体，罐体内部装置立轴搅拌器，其特征在于，罐体上部设置有刮渣机，刮渣机包括四块以上刮渣板，刮渣板倾斜设置在旋转轴上，旋转轴装置于搅拌器上并且以搅拌器为轴线旋转；罐体底部设有支架，支架上装置有中心导流筒，搅拌器垂直通过中心导流筒；搅拌器上设置3层桨叶，桨叶在中心导流筒内。
2.根据权利要求1所述的完全混合型厌氧生物反应器，其特征在于，刮渣板边缘呈弧形，并与旋转轴成30—45度角，刮渣板厚度为2mm以上。
3.根据权利要求2所述的完全混合型厌氧生物反应器，其特征在于，第一层桨叶和第三层桨叶水平倾角为40至50度，第二层桨叶水平倾角为20至30度。
4.根据权利要求3所述的完全混合型厌氧生物反应器，其特征在于，罐体的高径比为1.5:1至3:1，反应器直径与中心导流筒的直径比为3.5:1至4:1，中心导流筒距刮渣机1.5米至1.8米，距反应器底部1.2米至1.5米。
5.根据权利要求4所述的完全混合型厌氧生物反应器，其特征在于，搅拌器的转速为10-30转/分，叶片端线速度1.0-3.0米/秒。
6.根据权利要求5所述的完全混合型厌氧生物反应器，其特征在于，第一层桨叶距刮渣机0.3至0.5米，第三层桨叶距离导流筒底端0.2至0.5米，第二层桨叶设置在第一、三层桨叶的中间位置。
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