CN204509320U - 集成式中温厌氧反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种集成式中温厌氧反应装置，以防渗、防腐的钢筋混凝土为主要材料制成的装置本体(9)形成有至少2个反应单元，每个反应单元的结构是：下部为主要装需要处理的原料的容器(1)，上部为水密封集气装置，容器(1)的上端设有出气口(12)，水密封集气装置包括与所述的容器(1)的出气口(12)对接的池口(3)、池口(3)内设有罩住出气口(12)的集气罩(2)、集气罩(2)连接有沼气管(4)以及池口(3)内注有密封水(10)，容器(1)内设有内循环加热装置(8)、水流搅拌装置(7)和复合生物填料(5)，所述的容器(1)对接有进料阀门和排渣阀门。本实用新型是一种运行稳定可靠、功能齐全、原料适应性强、占地面积小、安全可靠的集成式中温厌氧反应装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种厌氧反应装置，特别是涉及一种主要用于生物质垃圾(容易变质、腐烂的垃圾)的处理和资源化利用的集成式中温厌氧反应装置。
背景技术
面对各类垃圾“围城”的困局，本来厌氧反应装置可以在垃圾处理中大显神威的，尤其适合处理最让人头痛的生物质垃圾(容易腐烂、发臭、占地的同时，污染大气和地下水)；而目前已有的不同类型的厌氧反应装置在处理这些生物质垃圾时均存在不少问题，显得力不从心，主要反映有以下几点：
1、系统不稳定，很难适应大规模正常处理各种生物质垃圾。
2、普遍投资大、运行成本高。
3、系统复杂，操作、维护困难。
4、专业要求高，安全隐患大。
正常的厌氧消化装置，需要为各类微生物菌群(厌氧菌等)提供合适的生存、繁殖环境。它们生长、繁殖得越好，生物质垃圾的降解就越充分，人们概念中的垃圾就越少，而且获得的再生资源(沼气和有机肥料)就越多，后处理就越简单。
目前，大(中)型厌氧反应装置多以单体容积较大的双单元或多单元(均不是以原料的发酵周期为准)，一般在一个单体装置中要连续投入多天要处理的原料(如两单元，一般则需要投入数天甚至10来天的处理量)。运行方式以连续投料，连续发酵为主。
这样做，很容易导致系统的运行不稳定。原因：①如果某一批次原料不符合要求，很可能就会使该装置不能正常运行，跟合适的原料混合后，人们还可能不知道是哪一批原料出了问题，再调整的难度大；②容易导致抑制性元素的积累，所以人们常碰到这样的问题，有些装置开始运行还好，时间越长效果就越差。③还会导致发酵程度不同的原料排出，给后处理带来麻烦，做肥料不合适，水处理也困难。
另外，对于大、中型厌氧反应装置来说，正常的温度、合适的原料搅拌方式和内部生物巢的建造是装置功能正常的三大要素。而现有装置都不能完全具备这三要素。
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运行稳定可靠、功能齐全、原料适应性强、占地面积小的集成式中温厌氧反应装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供的集成式中温厌氧反应装置，以防渗、防腐的钢筋混凝土为主要材料制成的装置本体形成有至少2个反应单元，每个所述的反应单元的结构是：下部为主要装需要处理的原料的容器，上部为水密封集气装置，所述的容器的上端设有出气口，所述的水密封集气装置包括与所述的容器的出气口对接的池口、所述的池口内设有罩住所述的出气口的集气罩、所述的集气罩连接有沼气管以及所述的池口内注有密封水，所述的容器内设有内循环加热装置、水流搅拌装置和复合生物填料，所述的容器对接有进料阀门和排渣阀门。
所述的装置本体的外围设有保温层。
所述的内循环加热装置安装在所述的容器的内部底层。
所述的出气口处设有拦渣网。
采用上述技术方案的集成式中温厌氧反应装置，在形式上以原料的发酵周期为1/N个单元，由多个单元组成1组，用多组装置满足发酵周期的需要；在功能上集成了厌氧反应装置所需要的全部功能。主要特点如下：
1、系统稳定、可靠：它以垃圾的日处理量为一单元，以不同的发酵周期为单元组合。
如某种生物质垃圾制成100m3浆后(含固率10％左右,发酵温度为35度，发酵周期为24天)，就进入有效容积为100m3的1个单元内，浆料以后依次投入其它各单元；到了第25天，第一单元排出发酵完成的原料后，再投入新料，反复循环。
它采用间歇式投料(以日处理量为1单元)、连续发酵(以发酵周期组合的N单元)方式运行。与现有装置连续投料、连续发酵方式有根本的不同，能保证系统完全能一年四季正常运行(这是其它装置很难做到的，尤其是大中型装置)；由于原料处理的时间一致，排出料发酵程度相同，为后处理提供了可靠的保证。
2、功能齐全：没有传统意义上的厌氧反应装置的毛病，而具备了厌氧消化需要的各种要素；而且建造费用少，运行成本低，具有很高的性价比。
3、原料适应性强：可适合各类生物质垃圾，尤其是高浓度、高悬浮的垃圾。
4、结构简单，可操作性强。
5、占地面积小：它可根据实际需要，在不影响使用功能和运行成本的前提下，以四单元(也可以是六单元)为一组，做成多层结构(这是其它装置很难做到的)。
6、装置安全可靠：由于装置不存储沼气(有气就会通过管道输送到专门的存储装置)，装置本身又可做到不漏气，所以没有其它装置存在的安全隐患。
综上所述，本实用新型是一种运行稳定可靠、功能齐全、原料适应性强、占地面积小、安全可靠的集成式中温厌氧反应装置。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的实施例的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
参见图1，以防渗、防腐的钢筋混凝土为主要材料制成的装置本体9形成有4个反应单元，每个反应单元的结构是：下部为主要装需要处理的原料的容器1，容器1的上端设有出气口12，上部为水密封集气装置，水密封集气装置包括与容器1的出气口12对接的池口3、池口3内设有罩住出气口12的集气罩2、集气罩2连接有沼气管4以及池口3内注有密封水10，容器1内设有内循环加热装置8、水流搅拌装置7和复合生物填料5，容器1对接有进料阀门和排渣阀门。
进一步地，装置本体9的外围设有保温层6。
优选地，内循环加热装置8安装在容器1的内部底层。
进一步地，出气口12处设有拦渣网11，拦渣网11能拦住渣料进入集气罩2。
参见图1，装置本体9结构以防渗、防腐的钢筋混凝土为主要材料，容积根据处理量确定；下部为容器主要装需要处理的原料；上部为水密封集气装置。
集气罩2用不锈钢板或注塑等耐腐蚀、抗老化材料做成，样式可圆、可方(长方形)。
容器1和水密封集气装置结合后，①可以轻松完成池口3的密封；②可以很容易实现沼气的无动力输出；③由于装置基本不存储沼气，系统可安全地运行；④由于原料总处于湿润状态，不会出现板结和堵塞现象(这是其它装置很容易出现的问题)。
内循环加热装置8安装在容器1的内部底层，热利用率高。其它单体容积很大的装置多将此安装在外围四周，外面虽安装有保温层，由于热传导的方式，就决定了它们的热利用率很低。
厌氧反应装置为了使各处的温度一致，也为了让上下的原料分布均匀，一般都会采用搅拌方式。
以较常见的圆柱形装置(利浦罐最典型)为例，一座容积2200m3的装置，直径约16米，高约12米，搅拌器半径约7米。要带动这一装置运行，搅拌器的功率在30kw左右。而本实用新型提供的水流搅拌装置7的搅拌器只需要5kw左右就行。
容器1内部安装的复合生物填料5，实际上是为微生物提供了一个舒适的家(生物巢)，有利于它们大量、快速的繁殖，以加速垃圾的降解。显然采用机械回旋式搅拌器的装置不能安装生物巢，而只安装生物巢，却没有合适搅拌系统的装置也达不到理想的运行效果。
本实用新型就很巧妙地、全方位解决了这一系列问题(各反应单元都具备这些功能)。
为方便说明问题，暂以日处理100吨餐厨垃圾综合处理系统为例来描述集成式中温厌氧反应装置的工作原理。
装置有效容积为200m3×24单元＝4800m3，运行温度35度(正负2度)，发酵周期24天；各反应单元均可独立处理一天的垃圾(制浆后)，密封、集气、内循环加热、内置搅拌器、沼气输出管道及生物质填料的安装基本相同。5.1、系统的基本工艺流程图参见图2。
注：流程方框图中的中温厌氧反应装置即为本实用新型提供的集成式中温厌氧反应装置。
经前处理的原料进入原料调节池完成原料浓度、碳氮比、温度和PH值调节后，原料用抽渣泵经输料管道进入集成式中温厌氧反应装置的某一反应单元(各反应单元均设有进料阀门，进料时开启，进料完成后关闭)，内循环加热装置8开始工作，内置的水流搅拌装置7在时间控制器的作用下，每天数次启动，每次工作数分钟。以后依次进入设定的各反应单元，加热、搅拌，产生的沼气会由各沼气管4汇聚于主管，经净化处理(脱水、脱硫)后，进入沼气存储装置备用。
24天后(第25天)，打开第一批次进料那一反应单元的排渣阀门，排空发酵完成的原料，进行后处理(如图2所示的流程图中所示)，然后又投入新的原料；以后各反应单元均依次根据进料的先后作此操作，不断循环操作。
这种处理模式较传统厌氧装置有以下明显的优势：
1、系统安全可靠，可操作性强，没有系统崩溃的可能性。
2、建造费用少，运行成本低。
3、沼气产量高且产气量稳定。
4、由于排出的沼渣、沼液发酵程度一致，为后处理(肥料加工、污水处理等)打下了良好的基础，这也是其它装置很难实现的。
Claims (5)
1.一种集成式中温厌氧反应装置，其特征是：以防渗、防腐的钢筋混凝土为主要材料制成的装置本体(9)形成有至少2个反应单元，每个所述的反应单元的结构是：下部为主要装需要处理的原料的容器(1)，上部为水密封集气装置，所述的容器(1)的上端设有出气口(12)，所述的水密封集气装置包括与所述的容器(1)的出气口(12)对接的池口(3)、所述的池口(3)内设有罩住所述的出气口(12)的集气罩(2)、所述的集气罩(2)连接有沼气管(4)以及所述的池口(3)内注有密封水(10)，所述的容器(1)内设有内循环加热装置(8)、水流搅拌装置(7)和复合生物填料(5)，所述的容器(1)对接有进料阀门和排渣阀门。
2.根据权利要求1所述的集成式中温厌氧反应装置，其特征是：所述的装置本体(9)的外围设有保温层(6)。
3.根据权利要求1或2所述的集成式中温厌氧反应装置，其特征是：所述的内循环加热装置(8)安装在所述的容器(1)的内部底层。
4.根据权利要求1或2所述的集成式中温厌氧反应装置，其特征是：所述的出气口(12)处设有拦渣网(11)。
5.根据权利要求3所述的集成式中温厌氧反应装置，其特征是：所述的出气口(12)处设有拦渣网(11)。
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Cited By (3)
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| CN110777056A (zh) * | 2018-07-30 | 2020-02-11 | 王光明 | 一种集成式中温厌氧反应装置 |
| CN110921828A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-03-27 | 深圳市中环生物能源科技有限公司 | 生化综合中常温厌氧处理系统及其处理方法 |
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