CN207133265U - 一种用于堆肥或污水贮存气体排放监测的反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于堆肥或污水贮存气体排放监测的反应器，其特征在于：它包括桶体、密封盖、筛板、上部进气导管和下部进气装置；所述桶体包括外桶体和内桶体，所述内桶体嵌套于所述外桶体内，且两者之间填充保温层；在所述密封盖上设有进气口和出气口，在所述进气口下端可拆卸地设置所述上部进气导管；在所述内桶体内可拆卸地设置所述筛板，在所述内桶体内位于所述筛板的下方可拆卸地设置所述下部进气装置，所述下部进气装置的进口置于所述桶体外部；在位于所述筛板上方的所述桶体一侧的侧壁上沿高度方向间隔设置多个与所述内桶体连通的堆肥固体取样孔，在所述桶体另一侧的侧壁上沿高度方向间隔设置多个与所述内桶体连通的放液阀。

Description

一种用于堆肥或污水贮存气体排放监测的反应器

技术领域

本实用新型涉及一种用于堆肥或污水贮存气体排放监测的反应器，属于废弃物无害化和资源化利用领域。

背景技术

农业废弃物管理过程中的气体排放是当前农业研究的热点问题，甲烷、氧化亚氮、二氧化碳等温室气体，以及氨气、一氧化氮等含氮气体的排放与全球气候变暖、雾霾形成等这些重要的大气环境问题密切相关。

堆肥和污水贮存作为农业废弃物管理的重要手段被广泛应用，其管理过程中会产生大量的温室气体以及含氮污染气体排放，对其在管理过程中的气体排放进行精确化地定量监测对于气体排放的核算、评价以及后续的减排设计均具有重要意义。

当前对于堆肥过程或者污水贮存过程气体排放的研究普遍采用静态箱法采气后结合气相色谱法进行分析。由于静态箱法需要人工采样，存在耗时耗力的问题；同时采回的气体需要后续上气相色谱进行分析，由于分析的多步骤性，以及可能遇见的分析不及时等问题，极有可能造成静态箱法分析获得的数据存在一定的不可靠性。

除静态箱法外，动态箱法也逐渐被利用于堆肥和污水贮存的气体排放监测中。典型的动态箱系统是在堆肥堆体或者污水表面罩上一个有进气出气口的密封桶，或者在堆肥箱体内或者污水贮存桶内减少贮存体积，在上部自然形成一个气体流动空间；无论对于哪种设计，动态箱法的核心在于桶上均开设有一进气口和出气口，通过外置气泵不断往桶内通入空气，带出堆肥表面或者污水表面排放的气体，最终由出气口排出进入后续的气体分析环节。在分析环节中，可以由连接在出气口外的在线监测仪器对气体进行实时采样分析，获得实时数据；动态箱法设计中可连接在线监测仪器这一优点，可以大大减少人力投入，同时分析实时在线，对于掌握即时的气体排放特征，从而制定即时的管理方案具有重要意义。除连接在线监测仪器实时分析外，也可以在动态箱法出气口处进行气体人工采样，然后再采用其他实验室仪器进行分析。

在模拟分析实验中，由于高精度实验条件的控制需要，往往需要设计小型的堆肥箱或者污水贮存桶来模拟真实的堆肥或者污水贮存环境。由于两种模拟试验在管理条件上存在巨大差异，如堆肥桶下部需要设置筛板，同时采用下部进气，而污水贮存桶不需要筛板，且一般为上部进气；因而往往两种桶都是单独进行设计建造，增加了科研成本，同时两套设备应用时相应的气路、气泵、监测设备等成本都附带升高。如果能针对两种试验的管理特点，将两种试验桶创造性地统一起来，做到一桶两用，则可以大大节约材料、管理等科研成本。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于堆肥或污水贮存气体排放监测的反应器，该反应器能够做到在堆肥和污水贮存试验中一桶两用，大大降低材料和管理等科研成本，同时，该反应器同时适用于人工采样分析和在线监测仪器采样分析，能够提高试验数据分析的准确性且减少人力物力投入。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种用于堆肥或污水贮存气体排放监测的反应器，其特征在于：它包括桶体、密封盖、筛板、上部进气导管和下部进气装置；所述桶体包括外桶体和内桶体，所述内桶体嵌套于所述外桶体内，且两者之间填充保温层；在所述密封盖上设有进气口和出气口，在所述进气口下端可拆卸地设置所述上部进气导管；在所述内桶体内可拆卸地设置所述筛板，在所述内桶体内位于所述筛板的下方可拆卸地设置所述下部进气装置，所述下部进气装置的进口置于所述桶体外部；在位于所述筛板上方的所述桶体一侧的侧壁上沿高度方向间隔设置多个与所述内桶体连通的堆肥固体取样孔，在所述桶体另一侧的侧壁上沿高度方向间隔设置多个与所述内桶体连通的放液阀。

在所述内桶体内的所述筛板距所述内桶体的底部为10～20cm。

所述下部进气装置为螺旋形布气管，所述螺旋形布气管包括进气部和螺旋布气部；所述进气部卡接在所述桶体上，所述进气部的一端伸出所述桶体，所述进气部的另一端与所述螺旋布气部连接，在所述螺旋布气部的下部均匀布设多个排气孔。

所述螺旋形布气管的进气部外接流量计和空气泵，用于堆肥贮存试验中的进气量的控制和气体流量监测。

所述上部进气导管的下端密封，在靠近所述上部进气导管下端的侧壁圆周方向间隔设置多个气孔。

所述密封盖的进气口外接流量计和气泵，用于在污水贮存试验中的进气量的控制及气体流量监测。

所述密封盖上设有传感器放置孔，供温度传感器伸入所述内桶体内；在所述密封盖上设置可密封的添料口。

所述堆肥固体取样孔5为3个，每相邻两孔间隔150cm；所述放液阀设置为3个，每相邻两放液阀间隔为250cm，最低处的所述放液阀与所述内桶体的底部连通。

所述密封盖采用拉扣式密封盖，在所述密封盖底部上设有密封胶圈，所述密封盖通过拉扣与所述桶体锁合；在所述密封盖顶部安装有两个把手，在所述桶体的侧壁设置拉手，在所述桶体的底部安装4个万向滚轮。

所述外桶体、内桶体和密封盖均采用不锈钢材质制成；所述保温层采用玻璃纤维棉。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型的桶体包括内外桶体以及中间保温层，在内桶体内可拆卸地设置筛板，位于筛板下方可拆卸地设置下部进气装置，当安装筛板和下部进气装置时，反应器可用于堆肥试验中气体排放的监测；在密封盖上设有可拆卸的上部进气导管，当安装上部进气导管时，反应器可用于污水贮存试验中气体排放的监测；因而该装置能够实现堆肥和污水贮存试验中的一桶两用，大大降低材料和管理等科研成本；2、本实用新型的密封盖上安装有出气口，无论当本装置应用于堆肥试验或者污水贮存试验时，通过控制装料体积，在桶体上部自然形成的气体流动空间，保证了外置气泵泵入的空气将不断地带出堆肥或者污水表面的目标气体由出气口排出，使该反应器能够同时适用于在线监测仪器采样分析和人工采样分析，提高试验数据分析的实时性和准确性，并且能够减少人力物力投入。3、本实用新型的下部进气装置为可拆卸的螺旋形布气管，螺旋形布气管包括进气部和螺旋布气部，进气部外接流量计和空气泵，螺旋布气部的下部均匀布设多个排气孔，能够方便地控制在堆肥试验中内桶体内的通风量，保证内桶体内的螺旋布气部的布气均匀性，同时排气孔向下的设计能够防止堆肥过程中渗滤液滴入螺旋形布气管内，保证了螺旋形布气管的进气通畅。4、本实用新型在密封盖上可拆卸地设置与进气口连通的上部进气导管，上部进气导管的下端密封，在靠近上部进气导管下端的侧壁圆周方向间隔设置多个气孔，密封盖上的进气口外接流量计和气泵，能够方便的控制在污水试验中内桶体内的通风量，保证上部进气导管气孔的布气均匀性。5、本实用新型的外桶体、内桶体和密封盖均采用不锈钢材质制成，使该反应器不仅用于温室气体和NH₃等非挥发性气体的监测，还能够用于硫醇，硫醚等各种挥发性臭气的监测。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的主视结构示意图；

图3是本实用新型的纵剖结构示意图；

图4是本实用新型的筛板的结构示意图

图5是本实用新型的另一纵剖结构示意图；

图6是本实用新型的螺旋形布气管的结构示意图；

图7是本实用新型的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1～4所示，本实用新型提供了一种用于堆肥或污水贮存气体排放监测的反应器，该反应器包括桶体1、密封盖2、筛板3、上部进气导管7和下部进气装置4；桶体1包括外桶体11和内桶体12，内桶体12嵌套于外桶体11内，且两者之间填充保温层以实现保温；在密封盖2上设有进气口21和出气口22，在进气口21下端可拆卸地设置上部进气导管7；在内桶体12内可拆卸地设置筛板3，在内桶体12内位于筛板3的下方可拆卸地设置下部进气装置4，下部进气装置4的进口置于桶体1外部；在位于筛板3上方的桶体1一侧的侧壁上沿高度方向间隔设置多个与内桶体12连通的堆肥固体取样孔5，在桶体1另一侧的侧壁上沿高度方向间隔设置多个与内桶体12连通的放液阀6。

进一步地，在内桶体12内的筛板3距内桶体12的底部为10～20cm。

进一步地，如图5、图6所示，下部进气装置4为螺旋形布气管，螺旋形布气管包括进气部a和螺旋布气部b；进气部a卡接在桶体1上，其一端伸出桶体1，其另一端与螺旋布气部b连接，在螺旋布气部b的下部均匀布设多个排气孔c，这样，空气经进气部a并通过螺旋布气部b下部的排气孔c向内桶体12内各个方向排出，使内桶体12内的堆肥与空气充分接触，同时排气孔c向下开设的设计可以避免堆肥发酵过程中产生的渗滤液滴落至螺旋形布气管内，保证螺旋形布气管的进气通畅，在进行污水试验时将螺旋形布气管卸下。

进一步地，螺旋形布气管的进气部a外接流量计和空气泵，用于堆肥贮存试验中的进气量的控制和气体流量监测，在污水试验中将螺旋形布气管卸下，并将桶体1上供螺旋形布气管的进气部a伸出的孔密封。

进一步地，如图3所示，上部进气导管7的下端密封，在靠近上部进气导管7下端的侧壁圆周方向间隔设置多个气孔71；这样，使气体进入上部进气导管7后经其下端的气孔71向四周扩散，保证进气的均匀性；上部进气导管7用于污水试验中的进气，在堆肥试验中将其拆卸。

进一步地，密封盖2的进气口21外接流量计和气泵，用于在污水贮存试验中的进气量的控制及气体流量监测，在堆肥试验中将进气口21密封。

进一步地，如图7所示，密封盖2上设有传感器放置孔23，供温度传感器伸入内桶体12内，以方便监测桶体1内的温度变化；在密封盖2上设置可密封的添料口24，以方便在试验过程中向内桶体12内添加堆肥物料或污水。

进一步地，保温层可采用玻璃纤维棉。

进一步地，堆肥固体取样孔5为3个，每相邻两孔间隔150cm，以方便在桶体1的不同高度进行堆肥固体物料进行采样，记录桶体1不同高度处堆肥的发酵情况；放液阀6亦可设置为3个，每相邻两孔间隔为250cm，最低处的放液阀6可与内桶体12的底部连通；这样，3个放液阀6在污水贮存试验中可作为三个污水采样口，在堆肥贮存试验中，最低处的放液阀6可用作堆肥滤液排出口。

进一步地，密封盖2采用拉扣式密封盖，在密封盖2底部上设有密封胶圈，密封盖2通过拉扣与桶体1锁合，并利用密封胶圈提高密封盖2和桶体1之间的密封性。

进一步地，在密封盖2顶部安装有两个把手8，便于密封盖2的开启。

进一步地，在桶体1的侧壁设置拉手10，在桶体1的底部安装4个万向滚轮9，这样，试验人员能够方便地转移整个反应器。

进一步地，外桶体11、内桶体12和密封盖2均采用不锈钢材质制成。

本实用新型的使用过程如下：在堆肥贮存试验时，进气口21密封，在内桶体12内安装筛板3和下部进气装置4，且下部进气装置4位于筛板3下方，堆肥物料经筛板3支撑置于内桶体12内，堆肥物料发酵所需的空气经下部进气装置4进入内桶体12内；堆肥物料在内桶体12内发酵过程中，试验人员可打开堆肥固体取样孔5进行采样以记录发酵情况，对于堆肥物料发酵产生的滤液可通过位于桶体1最底部的放液阀6排出，堆肥物料发酵产生的气体可通过密封盖2上的出气口22排出收集，也可通过出气口22外接在线监测仪器对堆肥物料发酵产生的气体进行实时监测分析；在进行污水贮存试验时，拆下筛板3和下部进气装置4，在密封盖2的进气口21下端安装上部进气导管7；因堆肥固体取样孔5不适用于污水采样，故将堆肥固体取样孔5密封，内桶体12内盛放污水，空气经上部进气导管7上的气孔71进入内桶体12内并向四周扩散，使空气与污水表面充分接触；在污水贮存过程中，试验人员可打开放液阀6进行污水采样以分析污水水质变化情况，污水贮存产生的气体可通过出气口22排出收集，也可通过出气口22外接在线监测仪器对污水贮存产生的气体进行实时在线监测分析。

本实用新型仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种用于堆肥或污水贮存气体排放监测的反应器，其特征在于：它包括桶体、密封盖、筛板、上部进气导管和下部进气装置；所述桶体包括外桶体和内桶体，所述内桶体嵌套于所述外桶体内，且两者之间填充保温层；在所述密封盖上设有进气口和出气口，在所述进气口下端可拆卸地设置所述上部进气导管；在所述内桶体内可拆卸地设置所述筛板，在所述内桶体内位于所述筛板的下方可拆卸地设置所述下部进气装置，所述下部进气装置的进口置于所述桶体外部；在位于所述筛板上方的所述桶体一侧的侧壁上沿高度方向间隔设置多个与所述内桶体连通的堆肥固体取样孔，在所述桶体另一侧的侧壁上沿高度方向间隔设置多个与所述内桶体连通的放液阀。

2.如权利要求1所述的一种用于堆肥或污水贮存气体排放监测的反应器，其特征在于：在所述内桶体内的所述筛板距所述内桶体的底部为10～20cm。

3.如权利要求1或2所述的一种用于堆肥或污水贮存气体排放监测的反应器，其特征在于：所述下部进气装置为螺旋形布气管，所述螺旋形布气管包括进气部和螺旋布气部；所述进气部卡接在所述桶体上，所述进气部的一端伸出所述桶体，所述进气部的另一端与所述螺旋布气部连接，在所述螺旋布气部的下部均匀布设多个排气孔。

4.如权利要求3所述的一种用于堆肥或污水贮存气体排放监测的反应器，其特征在于：所述螺旋形布气管的进气部外接流量计和空气泵，用于堆肥贮存试验中的进气量的控制和气体流量监测。

5.如权利要求1所述的一种用于堆肥或污水贮存气体排放监测的反应器，其特征在于：所述上部进气导管的下端密封，在靠近所述上部进气导管下端的侧壁圆周方向间隔设置多个气孔。

6.如权利要求5所述的一种用于堆肥或污水贮存气体排放监测的反应器，其特征在于：所述密封盖的进气口外接流量计和气泵，用于在污水贮存试验中的进气量的控制及气体流量监测。

7.如权利要求1所述的一种用于堆肥或污水贮存气体排放监测的反应器，其特征在于：所述密封盖上设有传感器放置孔，供温度传感器伸入所述内桶体内；在所述密封盖上设置可密封的添料口。

8.如权利要求1所述的一种用于堆肥或污水贮存气体排放监测的反应器，其特征在于：所述堆肥固体取样孔5为3个，每相邻两孔间隔150cm；所述放液阀设置为3个，每相邻两放液阀间隔为250cm，最低处的所述放液阀与所述内桶体的底部连通。

9.如权利要求1所述的一种用于堆肥或污水贮存气体排放监测的反应器，其特征在于：所述密封盖采用拉扣式密封盖，在所述密封盖底部上设有密封胶圈，所述密封盖通过拉扣与所述桶体锁合；在所述密封盖顶部安装有两个把手，在所述桶体的侧壁设置拉手，在所述桶体的底部安装4个万向滚轮。

10.如权利要求1所述的一种用于堆肥或污水贮存气体排放监测的反应器，其特征在于：所述外桶体、内桶体和密封盖均采用不锈钢材质制成；所述保温层采用玻璃纤维棉。