CN204138666U - 恒温厌氧反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种恒温厌氧反应装置，包括一个或多个保温容器，所述保温容器包括由里向外依次设置的内胆、保温层和外壳；进料管、出料管以及导气管，所述导气管安装在每个保温容器的顶部，所述进料管安装在首个保温容器上，所述出料管安装在末尾的保温容器上，所述出料管的进料口低于所述导气管的进气口，所述出料管的出料口低于所述导气管的出气口；加热器，所述加热器安装在其中至少一个保温容器上，用于加热所述保温容器中的发酵液；温控器，所述温控器与所述加热器连接，用于控制所述加热器的供热和停止供热。本实用新型的恒温厌氧反应装置，适合做成由工厂化批量生产、适合汽车运输和安装简单的整体式产品。

Description

恒温厌氧反应装置

技术领域

本实用新型属于微生物发酵技术领域，特别是涉及一种恒温厌氧反应装置。

背景技术

现行具有加热、保温和搅拌功能的厌氧反应罐如利普罐和搪瓷罐厌氧反应罐子都是由混凝土底座和经过特殊处理的钢质或搪瓷保温罐体以及位于保温罐体顶部的双膜储气装置构成。这种反应罐都是现场组装制作的大型装置，用于养殖场、酿造厂处理排污以获取沼气。因此，这种厌氧反应罐不是由工厂批量生产的完整产品，即使可以由工厂生产也会由于体积过大过于笨重无法运输安装。

另外，现行厌氧反应罐采用的加热形式都是在反应罐内安装盘管热交换器，通过来自沼气发电机的余热(冷却水)或来自太阳能热水器的热水加热。这种加热形式由于体积庞大、安装复杂也不适合装置的小型化。

综合上所述，现有具有加热、保温和搅拌功能的高效厌氧反应罐不适合做成由工厂化批量生产、适合汽车运输和安装简单的整体式产品。

由于生活小区、食堂或餐厅的餐厨垃圾产生量一般为每天几百公斤，小型食品加工厂的废水排放量也就是几立方米至几十立方米。所以由几个几立方米容积的中温(38度C)或高温(56度C)恒温厌氧反应罐组成的厌氧反应装置即可处理得了。

因而，一种由工厂化批量生产、适合汽车运输和安装简单的整体式小型高效厌氧反应罐和几个厌氧反应罐组成的厌氧反应装置有着巨大的市场潜力。

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适合做成由工厂化批量生产、适合汽车运输和安装简单的轻便的整体式产品的恒温厌氧反应装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种恒温厌氧反应装置，包括：

一个或通过管路相互连通的多个保温容器，所述保温容器包括由里向外依次设置的内胆、保温层和外壳；

进料管、出料管以及导气管，所述导气管安装在每个保温容器的顶部，所述进料管安装在首个保温容器上，所述出料管安装在末尾的保温容器上，所述出料管上形成有位于所述保温容器内部的进料口及位于所述保温容器外部且高于所述进料口的出料口，所述导气管上形成有位于所述保温容器内部的进气口及位于所述保温容器外部且高于所述进气口的出气口，所述出料管的进料口低于所述导气管的进气口，所述出料管的出料口低于所述导气管的出气口；

加热器，所述加热器安装在其中至少一个保温容器上，用于加热所述保温容器中的发酵液；

温控器，所述温控器与所述加热器连接，用于控制所述加热器的供热和停止供热，以使得所述保温容器内的发酵液温度恒定。

进一步地，所述出料管的末端分叉为两条末端开口的管路，其中一条管路竖直向上并在末端形成与大气相通的导气口，另一条管路水平伸出并在末端形成有所述出料管的出料口。

进一步地，所述出料管的出料口低于导气管的进气口。

进一步地，所述进料管内设置有单向阀，以使得发酵液只能经所述进料管进入保温容器，而不能经所述进料管从保温容器中流出。

进一步地，所述内胆及外壳均由不锈钢板制成。

进一步地，所述内胆及外壳均由0.2-2mm厚的不锈钢板制成。

进一步地，所述加热器为电加热器或热泵加热器。

进一步地，所述恒温厌氧反应装置还包括搅拌装置，所述保温容器的顶部还设置有一用于安装所述搅拌装置的安装管，所述安装管深入保温容器内预设长度，所述搅拌装置通过法兰安装在所述安装管上并经由所述安装管深入到所述保温容器内，所述安装管的底部管口低于所述导气管的进气口。进一步地，所述安装管的底部管口低于所述出料管的出料口的最低点。

进一步地，所述进料管、出料管及导气管均由两节以上的管件通过法兰连接而成。

进一步地，所述保温层为发泡保温层。

根据本实用新型的恒温厌氧反应装置，保温容器为一个功能完备的部件，无需现场浇筑混凝土底座，并且采用加热器直接给保温容器中的发酵液加热，相对于现有的余热加热形式，能够减小整个装置的体积，并且能够简化安装，有利于装置的小型化，使得该恒温厌氧反应装置适合做成由工厂化批量生产、适合汽车运输和安装简单的整体式产品。该恒温厌氧反应装置主要用于生活小区、学校、机关或工厂食堂处理餐厨垃圾，或用于小型食品加工厂处理有机废水。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的恒温厌氧反应装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例2提供的恒温厌氧反应装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例3提供的恒温厌氧反应装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例4提供的恒温厌氧反应装置的结构示意图；

图5是本实用新型实施例5提供的恒温厌氧反应装置的结构示意图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、保温容器；101、内胆；102、保温层；103、外壳；2、加热器；3、温控器；4、进料管；401、出料口；5、出料管；501、进料口；502、出料口；503、导气口；6、导气管；601、进气口；602、出气口；7、单向阀；8、进料泵；9、安装管；10、搅拌装置；11、蓄料池；12、气室；13、管路；14、法兰。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1所示，本实施例的恒温厌氧处理装置，包括保温容器1、加热器2、温控器3、进料管4、出料管5及导气管6。保温容器1包括由里向外依次设置的内胆101、保温层102和外壳103。

本实施例中，保温容器1为圆柱形，即内胆101、保温层102和外壳103均为圆柱形。当然，在其它实施例中，保温容器1也可以是方形或其它形状。

本实施例中，所述内胆及外壳均由不锈钢板制成，例如，采用0.2-2mm厚的不锈钢板制成。之所以采用不锈钢做内胆是由于不锈钢材料具有很好的防腐性能和高强度，采用1mm左右厚度的薄不锈钢板做成的圆柱形内胆即可满足装发酵液所需的耐腐蚀和承受液压的需求。当然，在其它实施例中，所述内胆也可由搪瓷板制成。之所以采用不锈钢板做外壳也是由于不锈钢材料具有很好的防腐性能和强度，采用0.6mm左右厚度的薄不锈钢板做成外壳即可满足露天的防锈需要和运输的强度需要。

本实施例中，所述保温层102为发泡保温层。优选地，所述保温层102为聚氨酯整体发泡保温层。当然，在其它实施例中，保温层102也可以由其它发泡材料制成。

由上可见，本实施例中，由于保温容器1是采用不锈钢薄板和发泡保温层做成的，因而，使得本实施例所提供的恒温厌氧反应装置的重量较轻，故容易运输和安装，造价也低。

本实施例中，在保温容器1上安有进料管4、出料管5以及导气管6。导气管6安装在保温容器1的顶部，出料管5也安装在保温容器1的顶部，进料管4安装在保温容器1的周身上。由图1可见，所述出料管5的进料口501低于导气管6的进气口601，进料管4的出料口401也低于导气管6的进气口601，这样当容器1内的发酵液产生沼气后，沼气气泡在浮力的作用下将汇集在容器1的顶部并由导气管6导出，而不会由出料管5或进料管4泄漏出去。由图1还可看到出料管5的出料口502(出料口的定义：停止进料后，出料口502的最低点与保温容器1内处于静止平衡状态的发酵液的液面处于同一水平面上)低于导气管6的出气口602，以确保容器1内的发酵液不会由导气管6导出。

如图1所示，所述出料管5的末端分叉为两条末端开口的管路，其中一条管路竖直向上并在末端形成与大气相通的导气口503，另一条管路水平伸出并在末端形成有所述出料管的出料口502。设置导气口503的目的是消除出料管5和连接出料管的向下的输料管(图中未示出)可能产生的虹吸效应。如果出料管上不设导气口503，则在虹吸效应的作用下，容器1内的发酵液会沿出料管5导出直至容器1内的水位低于出料管5的进料口501，从而聚集在容器1顶部的沼气可以从出料管5泄漏出去。

如图1所示，进料管4上安装有单向阀7。当然，在其它实施例中，单向阀7也可是替换为安装在进料管的进料口401上的鸭嘴阀。单向阀的作用是限制进料管4内的发酵液只能沿一个方向流动，即，既发酵液只能经所述进料管4进入保温容器1，而不能经所述进料管4从保温容器1中流出。

本实施例中，加热器2安装在保温容器上，从控温方便、体积小和造价低的角度考虑，加热器2选为电加热器，即采用电加热器2给发酵液加热。对于小型的恒温厌氧反应装置，由于每天的进料不多，采用电加热最为实用。当然，在其它实施例中，对于大型一点的恒温厌氧反应装置，从节能的角度考虑，也可以采用热泵加热器加热。

本实施例中，与所述加热器2连接的温控器3，用于控制所述加热器2的供热和停止供热，以使得所述保温容器1内的发酵液温度恒定。温控器3为常规部件，其结构和功能均为已知，本实施例中不再详述。

另外，如图1所示，为了提高效率，所述保温容器1的顶部还安装有搅拌装置10。由图1可见，在保温容器1的顶部安有一用于安装搅拌装置10的安装管9，安装管9为一段焊接有法兰的不锈钢管。搅拌装置10通过法兰安装在安装管9上并经由安装管9深入到保温容器1内。安装管9与保温容器1的内胆101气密焊接，并深入保温容器1内预设长度使得安装管9的底部管口901低于导气管的进气口601，这样以确保聚集在容器1顶部的沼气不会从安装管9泄漏。搅拌装置10通过安装管9来密封既可靠又经济。

本实施例中，搅拌装置10为常规的结构，如图1所示，其包括设置在保温容器1外部的电机、安装在电机的输出轴上的搅拌轴以及安装在搅拌轴末端的搅拌桨。搅拌装置10安装在安装管9的法兰上。

如图1所示，进料管4的外侧端安装有进料泵8，进料泵8置于在蓄料池11内。使用时首先将装置的反应温度通过温控器3设置在最理想的温度点上如摄氏38度或摄氏56度。接着开启进料泵8将蓄积在蓄料池11内的发酵液泵入保温容器1内；开启搅拌装置10将新进的发酵液与容器1内的含有生物菌的老料混合均匀以提高反应速度。由于采用满装料运行，保温容器1内始终装满了发酵液，因此每次进料时容器1内同等容积的老料将从出料管5挤出。容器1内产生的沼气泡在浮力的作用下上升聚集在容器1的顶部，并沿导气管6和输气管(图中未标示)输出至储气软袋储存待用。

另外，为了运输和安装方便，本实施例中，如图1所示，进料管4、出料管5和导气管6均由两节以上的管件通过法兰14连接而成。

实施例2

如图2所示，实施列2与实施列1的不同之处在于出料管5的结构与安装不同。本实施例中，出料管5安装在容器1的周身上，出料管的进料口501低于导气管的进气口601，出料管的出料口502低于导气管6的出气口602。

将出料管5设置在保温容器1的周身上的好处是可以根据需要将出料管的出料口502的高度调至低于保温容器1的顶部。

实施列3

实施列3与实施列2不同点在于出料管5的出料口502的高度不同。如图3所示，出料管5的出料口502低于导气管6的进气口601(即容器的顶部)，由此在保温容器1内，出料管的出料口502最低点与导气管6的进气口601(即容器的顶部)之间形成一气室12。该气室12的存在可以降低进料时进料泵8施加给保温容器内部的压力，以保护保温容器免受破坏。采用进料泵8进料时，如果进料速度大于出料速度，当保温容器内充满液体时，由于液体的不可压缩性进料泵将对容器壁施加较大压力。由于容器的内胆和外壳都是由很薄的不锈钢板焊接而成，进料泵施加的压力有可能损坏容器。如果气室的空间大于每次进料的发酵液体积，则进料时气室内有足够的沼气可及时排出(气体的流动性好于液体的)以让出足够的空间来容纳新进的发酵液，再加上气体的可压缩性，所以容器内的压力将大大降低。另外，为了保证气室12内的沼气不会从安装管9泄漏，安装管的底部管口901必须低于出料口502的最低点，以确保安装管的底部管口901全部淹没在发酵液中。

实施列4

实施列4与实施列3不同点在于进料管4的安装不同。本实施例中，进料管4安装在保温容器1的顶部，并插入保温容器1内一定深度使得进料管的出料口401低于出料管的出料口502的最低点，以保证气室12内的沼气不会从进料管4泄漏。

实施列5

如图5所示，实施列5与实施列4不同之处在于，所述恒温厌氧反应装置含有两个保温容器1，两个保温容器1通过管路13串联起来。进料管4安装在第一个(首个)保温容器上(即图5中右侧的保温容器)，出料管5安装在第二个(末尾)保温容器上(即图5中左侧的保温容器)，搅拌器10和加热器2安装在第一个保温容器上，加热器2安装在第一个保温容器1上。将加热器2和搅拌器10设置在第一个保温容器上比设置在第二个保温容器上更有效，因为第一个保温容器内的发酵液内含有更多的还没有被降解的新鲜原料。采用两个串联的保温容器1的优点是能确保新进的发酵液不从出料管5排出，以保证从该恒温厌氧反应装置出来的发酵液是经过充分发酵的。

另外，为了运输和安装方便，管路13由两节以上管件通过法兰14连接。

当然，在其它实施例中，也可设置三个以上相互连通的保温容器，其原理与实施例5类似。

另外，在这些具有多个保温容器的实施例中，加热器2可以是每个保温容器上都设置，也可以是只设置在任意一个保温容器上；搅拌装置10可以是每个保温容器上都设置，也可以是只设置在其中一个保温容器上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种恒温厌氧反应装置，其特征在于，包括：

一个或通过管路相互连通的多个保温容器，所述保温容器包括由里向外依次设置的内胆、保温层和外壳；

进料管、出料管以及导气管，所述导气管安装在每个保温容器的顶部，所述进料管安装在首个保温容器上，所述出料管安装在末尾的保温容器上，所述出料管上形成有位于所述保温容器内部的进料口及位于所述保温容器外部且高于所述进料口的出料口，所述导气管上形成有位于所述保温容器内部的进气口及位于所述保温容器外部且高于所述进气口的出气口，所述出料管的进料口低于所述导气管的进气口，所述出料管的出料口低于所述导气管的出气口；

加热器，所述加热器安装在其中至少一个保温容器上，用于加热所述保温容器中的发酵液；

温控器，所述温控器与所述加热器连接，用于控制所述加热器的供热和停止供热，以使得所述保温容器内的发酵液温度恒定。

2.根据权利要求1所述的恒温厌氧反应装置，其特征在于，所述出料管的末端分叉为两条末端开口的管路，其中一条管路竖直向上并在末端形成与大气相通的导气口，另一条管路水平伸出并在末端形成有所述出料管的出料口。

3.根据权利要求1所述的恒温厌氧反应装置，其特征在于，所述进料管内设置有单向阀，以使得发酵液只能经所述进料管进入保温容器，而不能经所述进料管从保温容器中流出。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的恒温厌氧反应装置，其特征在于，所述出料管的出料口低于导气管的进气口

5.根据权利要求1所述的恒温厌氧反应装置，其特征在于，所述内胆及外壳均由不锈钢板制成。

6.根据权利要求5所述的恒温厌氧反应装置，其特征在于，所述内胆及外壳均由0.2-2mm厚的不锈钢板制成。

7.根据权利要求1所述的恒温厌氧反应装置，其特征在于，所述加热器为电加热器或热泵加热器。

8.根据权利要求1或2所述的恒温厌氧反应装置，其特征在于，所述恒温厌氧反应装置还包括搅拌装置，所述保温容器的顶部还设置有一用于安装所述搅拌装置的安装管，所述安装管深入保温容器内预设长度，所述搅拌装置通过法兰安装在所述安装管上并经由所述安装管深入到所述保温容器内，所述安装管的底部管口低于所述导气管的进气口，厌氧所述安装管的底部管口低于所述出料管的出料口的最低点。

9.根据权利要求1所述的恒温厌氧反应装置，其特征在于，所述进料管、出料管及导气管均由两节以上的管件通过法兰连接而成。

10.根据权利要求1所述的恒温厌氧反应装置，其特征在于，所述保温层为发泡保温层。