CN208292833U - 一种高含固污泥厌氧消化的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高含固污泥厌氧消化的实验装置，包括反应器本体、搅拌装置、沼气收集装置和加热装置，所述反应器本体设置有夹层，顶部设置有夹层温度计接口、进料口，内层温度计接口、出气口和pH计接口，底部设置有排料口，所述反应器本体的侧壁设置有换热接口以及等距取样口，所述沼气收集装置连接出气口，所述搅拌装置固定在反应器本体顶部且搅拌端伸入所述反应器本体内腔，所述反应器本体内腔的横截面方向设有滤层。本实用新型安装适应性强，滤层可以有效防止高含固污泥产气造成的污泥上浮，可以有效促进沼气的排出；保温棉可以优化水浴保温的效果，稳定反应温度；三个取样口有效防止实验过程中取样不均匀的现象；反应稳定持久，数据偏差小。

Description

一种高含固污泥厌氧消化的实验装置

技术领域

本实用新型涉及污泥处理工艺，尤其涉及一种高含固污泥厌氧消化的实验装置。

背景技术

随着污水厂的数量越来越多，伴随着的问题越来越多，污泥量的增加成了关注的问题。由于污泥中不仅含有大量的有害物质，更加含有大量的有机物，填埋、好氧处理等方式能耗大，处理效果不理想。污泥厌氧消化不仅对污泥中的有害物质有很好的稳定化效果，而且可以对有机物进行降解实现污泥的减量化，同时产生甲烷气体，有助于减少处理的成本。现阶段高含固污泥厌氧消化成为研究热点，其优点：有效减小厌氧消化器的体积、提高有机物的浓度、甲烷产气量大等。

污泥厌氧消化过程包括水解酸化阶段和产甲烷阶段。水解酸化阶段是指大分子有机化合物，如蛋白质、糖类、脂肪等在水解菌的作用下转化为氨基酸、单糖、脂肪酸、甘油等小分子有机化合物，然后酸化菌将碳水化合物等有机物降解为有机酸，主要是乙酸、丙酸和丁酸等的过程，水解和酸化反应进行得相对较快，一般难于将它们分开。产甲烷阶段是指产甲烷菌利用H₂、CO₂、乙酸、甲醇等化合物为基质，将其转化成甲烷。

由于高含固污泥成分复杂，物料特性和产气潜能不确定，因而直接进行工程应用缺乏技术支撑，通常需要进行科研的实验。现阶段国内高含固污泥厌氧消化试验装置主要是锥形瓶厌氧反应试验或传统的低含固污泥的厌氧消化反应器，然而在现阶段的试验研究中，由于高含固污泥的粘稠度高，实验过程中取样不均匀，保温效果差、反应中污泥上浮造成排气不畅，反应过程不稳定等问题造成了实验困难，数据偏差大。

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高含固污泥厌氧消化的实验装置，能改善高含固污泥厌氧消化过程污泥上浮、排气不畅、保温效果不好等问题，能对高含固污泥特性及产气潜能进行稳定测定。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高含固污泥厌氧消化的实验装置，包括反应器本体、搅拌装置，还包括沼气收集装置和加热装置，所述反应器本体设置有夹层，顶部设置有夹层温度计接口、进料口，内层温度计接口、出气口和pH计接口，底部设置有排料口，所述反应器本体的侧壁设置有连接加热装置和夹层的换热接口，以及，由高到低的三个连通所述反应器本体内腔的等距取样口，所述的沼气收集装置通过管路连接出气口，所述的搅拌装置固定在反应器本体顶部且搅拌端伸入所述反应器本体内腔，所述反应器本体内腔的横截面方向设有滤层，所述滤层位于反应中污泥层上层表面。

进一步地，所述反应器本体的内腔侧壁上设有若干用于滤层安装的卡槽。

进一步地，所述的滤层包括孔板，所述孔板布满小圆孔且中心设置有与所述搅拌端大小一致的中心圆孔，所述孔板的上、下表面各贴合有一层塑料滤网。

进一步地，所述的孔板厚度为5-10cm，材质为有机玻璃。

进一步地，所述的沼气收集装置包括：氢氧化钠缓冲瓶、湿式气体流量计和集气袋，所述氢氧化钠缓冲瓶的入口通过管路连接所述出气口，所述氢氧化钠缓冲瓶的出口依次连接湿式气体流量计和集气袋。沼气通过出气口经氢氧化钠缓冲瓶后，经由湿式气体流量计收集到集气袋。

进一步地，所述加热装置采用水浴加热方式，包括循环加热水箱、循环泵、胶管，所述反应器本体的侧壁设置有连通夹层的循环水出水口和循环水进水口，所述循环加热水箱的出口通过循环泵连接循环水进水口，所述循环加热水箱的入口通过胶管连接循环水出水口。所述循环水由循环泵经过循环水进水口泵入反应器本体的夹层中，再经过循环水出水口回到所述循环加热水箱。

进一步地，所述反应器本体外壁上外裹有5-10cm厚的保温层。

进一步地，所述保温层的材料为黑色保温棉。

进一步地，所述的搅拌装置包括位置可调地固定在所述反应器本体顶部的电机、带桨片的搅拌棒，所述搅拌棒连接所述电机输出轴并伸入所述反应器本体的内腔中，所述搅拌棒与所述反应器本体的结合部位设置有气密性结构。

进一步地，所述搅拌棒的材料为聚四氟乙烯，所述搅拌棒与反应器本体的结合部位采用密封橡胶圈贴合，再进行水封的方式进行气密性密封。

相比现有技术，本实用新型的有益效果是：

整套装置可以适应长期的高含固污泥厌氧消化实验，首先利用滤层有效减少高含固污泥厌氧消化反应过程中的污泥上浮，有效促进沼气排出，滤层位置可以调节，可以适应不同体积污泥的厌氧消化实验；然后在反应过程中，实验取样测试可以通过三个等距取样口均匀取样，保证了样品的匀质性，减少了测试结果的偏差，反应结束后沉淀在反应器底部的污泥，可经底部排料口排出。另外，搅拌装置采用了水封和橡胶圈结合的方式，气密性提升，聚四氟乙烯搅拌棒能耐腐蚀可以适应长期实验需要；加热装置采用循环水浴加热的同时，在反应器本体外部加上了一层保温棉，可以有效减少热量的损失，减少能耗，保证反应的稳定进行；最后，沼气收集装置不仅可以有效去除硫化氢等气体，提高甲烷的浓度，而且同时测得了产生的气体体积并收集了产生的气体。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的滤层结构示意图。

图中标记为：1-循环加热水箱，2-循环泵，3-胶管，4-循环水出水口，5-循环水进水口，6-夹层温度计接口，7-进料口，8-内层温度计接口，9出气口，10-pH计接口，11-电机，12-搅拌棒，13-滤层，14-取样口，15-排料口，16-支架，17-保温层，18-氢氧化钠缓冲瓶，19-湿式气体流量计，20-集气袋。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1和图2所示，一种高含固污泥厌氧消化的实验装置，包括反应器本体、搅拌装置，还包括沼气收集装置和加热装置，所述反应器本体设置有夹层，顶部设置有夹层温度计接口6、进料口7，内层温度计接口8、出气口9和pH计接口10，底部设置有排料口15，所述反应器本体的侧壁设置有连接加热装置和夹层的换热接口，以及，由高到低的三个连通所述反应器本体内腔的等距取样口14，所述取样口14和排料口15上均设有手动阀门。所述的沼气收集装置通过管路连接出气口9，所述的搅拌装置固定在反应器本体顶部且搅拌端伸入所述反应器本体内腔，所述反应器本体内腔的横截面方向设有滤层13，所述滤层13位于反应中污泥层上层表面，位置高度视反应污泥体积量确定，所述反应器本体的内腔侧壁上设有若干用于滤层13安装的卡槽，滤层13可以根据需要固定在反应器本体内壁的各个位置。

所述的滤层13包括厚度为5cm、材质为有机玻璃的孔板，所述孔板布满小圆孔且中心设置有与所述搅拌端大小一致便于搅拌棒12穿过的中心圆孔，所述孔板的上、下表面各贴合有一层塑料滤网。

所述的沼气收集装置包括：氢氧化钠缓冲瓶18、湿式气体流量计19和集气袋20，所述集气袋20采用铝箔集气袋，所述氢氧化钠缓冲瓶18的入口通过管路连接所述出气口9，所述氢氧化钠缓冲瓶18的出口依次连接湿式气体流量计19和集气袋20。产生的沼气通过出气口9导入氢氧化钠缓冲瓶18，然后经由湿式气体流量计19收集到集气袋20内。

所述加热装置采用水浴加热方式，包括循环加热水箱1、循环泵2、胶管3，所述反应器本体的侧壁设置有连通夹层的循环水出水口4和循环水进水口5，所述循环加热水箱1的出口通过循环泵2连接循环水进水口5，所述循环加热水箱1的入口通过胶管3连接循环水出水口4。所述循环水由循环泵2经过循环水进水口5泵入反应器本体的夹层中，再经过循环水出水口4回到所述循环加热水箱1。所述反应器本体外壁上外裹有5cm厚的保温层，所述保温层的材料为黑色保温棉17，起到良好的保温作用。

所述的搅拌装置包括位置可调地固定在所述反应器本体顶部的电机11、带桨片的搅拌棒12，所述搅拌棒12连接所述电机11输出轴并伸入所述反应器本体的内腔中，所述电机11可以调节搅拌速度，所述搅拌棒12的材料为聚四氟乙烯，依次穿过反应器本体顶部的结合部位和滤层13，所述搅拌棒12与反应器本体的结合部位采用密封橡胶圈贴合，再进行水封的方式进行气密性密封。高含固污泥在反应器本体中经过搅拌装置搅拌后，可以使得污泥充分混合，加快污泥降解，有效促进沼气排出。

上述实施例的工作方法如下：

A、将高含固污泥通过进料口7加入反应器本体中，将搅拌装置、滤层13等安装完毕，盖上顶盖，将温度计插入内层温度计接口8，使得温度计探头插入污泥层，将pH计插入pH计接口10，连接好沼气收集装置。

B、启动前，确认厌氧反应器的搅拌棒12与反应器本体连接处已经水封，各个导管已经连接，取样口14的阀门和排料口15的阀门已关闭。

C、打开循环泵2、循环水进水口5、循环水出水口4、夹层温度计接口6，通过漏斗加循环热水，待水位加满后，将温度计插入夹层温度计接口6，调整循环加热水箱1加热功率及循环泵2流量，根据所需反应温度控制循环水温度。

D、上述操作完成后，启动电机11，搅拌一定时间。搅拌时，物料在厌氧反应器内的状态可以从反应顶部看到。污泥在厌氧反应器内反应过程中，产生的沼气从出气口9排出，经过氢氧化钠缓冲瓶18后通过湿式气体流量计19计量，然后由集气袋20收集，用于检测或者排放；实验过程中，通过进料口7进泥，通过3个等距的取样口14均匀取样，保证了取样的均匀性。沉渣在厌氧反应器内持续积累沉淀在厌氧反应器底部，在保证厌氧反应器内厌氧环境下，打开底部排料口15，定期外排少量。

本实用新型不局限于本实施例，任何在本实用新型披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种高含固污泥厌氧消化的实验装置，包括反应器本体、搅拌装置，其特征在于：还包括沼气收集装置和加热装置，所述反应器本体设置有夹层，顶部设置有夹层温度计接口(6)、进料口(7)，内层温度计接口(8)、出气口(9)和pH计接口(10)，底部设置有排料口(15)，所述反应器本体的侧壁设置有连接加热装置和夹层的换热接口，以及，由高到低的三个连通所述反应器本体内腔的等距取样口(14)，所述的沼气收集装置通过管路连接出气口(9)，所述的搅拌装置固定在反应器本体顶部且搅拌端伸入所述反应器本体内腔，所述反应器本体内腔的横截面方向设有滤层(13)，所述滤层(13)位于反应中污泥层上层表面。

2.根据权利要求1所述的高含固污泥厌氧消化的实验装置，其特征在于：所述反应器本体的内腔侧壁上设有若干用于滤层(13)安装的卡槽。

3.根据权利要求1所述的高含固污泥厌氧消化的实验装置，其特征在于：所述的滤层(13)包括孔板，所述孔板布满小圆孔且中心设置有与所述搅拌端大小一致的中心圆孔，所述孔板的上、下表面各贴合有一层塑料滤网。

4.根据权利要求3所述的高含固污泥厌氧消化的实验装置，其特征在于：所述的孔板厚度为5-10cm，材质为有机玻璃。

5.根据权利要求1所述的高含固污泥厌氧消化的实验装置，其特征在于：所述的沼气收集装置包括：氢氧化钠缓冲瓶(18)、湿式气体流量计(19)和铝箔集气袋(20)，所述氢氧化钠缓冲瓶(18)的入口通过管路连接所述出气口(9)，所述氢氧化钠缓冲瓶(18)的出口依次连接湿式气体流量计(19)和集气袋(20)。

6.根据权利要求1所述的高含固污泥厌氧消化的实验装置，其特征在于：所述加热装置采用水浴加热方式，包括循环加热水箱(1)、循环泵(2)、胶管(3)，所述反应器本体的侧壁设置有连通夹层的循环水出水口(4)和循环水进水口(5)，所述循环加热水箱(1)的出口通过循环泵(2)连接循环水进水口(5)，所述循环加热水箱(1)的入口通过胶管(3)连接循环水出水口(4)。

7.根据权利要求1所述的高含固污泥厌氧消化的实验装置，其特征在于：所述反应器本体外壁上外裹有5-10cm厚的保温层。

8.根据权利要求7所述的高含固污泥厌氧消化的实验装置，其特征在于：所述保温层的材料为黑色保温棉(17)。

9.根据权利要求1所述的高含固污泥厌氧消化的实验装置，其特征在于：所述的搅拌装置包括位置可调地固定在所述反应器本体顶部的电机(11)、带桨片的搅拌棒(12)，所述搅拌棒(12)连接所述电机(11)输出轴并伸入所述反应器本体的内腔中，所述搅拌棒(12)与所述反应器本体的结合部位设置有气密性结构。

10.根据权利要求9所述的高含固污泥厌氧消化的实验装置，其特征在于：所述搅拌棒(12)的材料为聚四氟乙烯，所述搅拌棒(12)与反应器本体的结合部位采用密封橡胶圈贴合，再进行水封的方式进行气密性密封。