CN211311474U - 一种厌氧消化一体化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种厌氧消化一体化设备，包括设备外壳和设备间，所述设备外壳的右侧端固定连接设备间，所述设备外壳的内腔设有隔温层，所述隔温层把设备外壳的内腔分隔成两个腔室，两个所述腔室底部分别安装有第一反应室和第二反应室，第一反应室内安装有第一搅拌机构，所述第二反应室内安装有第二搅拌机构，所述第一反应室和第二反应室内分别安装有温度调控装置、PH检测探头和COD检测仪；本实用新型通过第一反应室和第二反应室进行两级厌氧消化时，第一反应室作为第一级消化反应，两级厌氧消化是将基质进行两段消化，将产沼气分配到两个消化室进行反应，通过两级厌氧消化，基质反应更加彻底，沼气产量更高。

Description

一种厌氧消化一体化设备

技术领域

本实用新型涉及餐厨垃圾和剩余活性污泥等其它有机废物的处理技术领域，尤其是一种厌氧消化一体化设备。

背景技术

餐厨垃圾是人们生产、消费和生活过程中产生的副产物，有机物浓度高，有机成分可分为碳水化合物、蛋白质和油脂等成分。目前餐厨垃圾产量占城市固体废物的30％—50％，每年的产量巨大，如果直接排放到环境中会造成严重的环境污染。与此同时，污水处理厂里面剩余活性污泥也非常巨大。目前剩余活性污泥产量约占全国城市固体废物的30％左右，每年产量巨大，如果直接排放到环境里也会造成严重的环境污染。餐厨垃圾和剩余活性污泥里有机物成分丰富，容易被微生物降解，可回用为沼气等高价值的能源物质。目前，国内外研究了多种资源化和减量化的工艺及技术，如焚烧法、填埋法、堆肥法和厌氧消化等技术。其中，厌氧消化法在处理餐厨垃圾时由于具有产物可回用、易操作、过程可控制、能源化效果好、降解快、设施简单、全封闭、运行成本低且无二次污染等特点而被广泛推广。

厌氧消化器是连接原料和产物的一根纽带。目前厌氧消化的方式主要有单相厌氧消化、两相厌氧消化、多级厌氧消化等方式。厌氧消化可分为三个过程：水解酸化、产氢产乙酸和产甲烷阶段。单相厌氧消化是指产酸菌和产甲烷菌放在一个发酵罐里对基质进行发酵。两相厌氧消化是指产酸菌和产甲烷菌放在两个反应容器里进行反应。多级厌氧消化是指将多个独立厌氧消化系统连接在一起，第一级厌氧消化产甲烷后的基质反应完以后再到第二级反应器里，每个反应器过程参数略有变化，依次类推，将基质产生的甲烷在各个反应器里合理分配。相对于单相厌氧消化而言，两相厌氧消化避免了产酸菌和产甲烷菌之间竞争性抑制，大大提高了反应效率。两级厌氧消化根据基质产甲烷的规律，节省基质加热和搅拌所需要的能量。

目前，全国各地建设有厌氧塔等厌氧系统来处理餐厨垃圾。然而传统厌氧塔和沼气池体积大，投资成本高、占地面积大、对选址有严格的要求，沼气管道长，并且在实际运行过程中往往成本过高，需要原料连续进料且进料需求量较大。在处理过程中厌氧塔和厌氧消化池对中小型量的基质缺少灵活性，一体化厌氧运行设备亟待推广。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种厌氧消化一体化设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种厌氧消化一体化设备，包括设备外壳和设备间，所述设备外壳的右侧端固定连接设备间，所述设备外壳的内腔设有隔温层，所述隔温层把设备外壳的内腔分隔成两个腔室，两个所述腔室底部分别安装有第一反应室和第二反应室，所述第一反应室设在第二反应室的左侧，所述第一反应室和第二反应室均是厌氧消化室，第一反应室内安装有第一搅拌机构，所述第二反应室内安装有第二搅拌机构，所述第一反应室和第二反应室内分别安装有温度调控装置、PH监测探头和COD检测仪，所述温度调控装置和COD检测仪并排设在PH 监测探头的上方，所述温度调控装置设在COD检测仪的左侧，所述第一反应室的底部设有第一沉淀室，所述第二反应室的底部设有第二沉淀室，所述第一沉淀室和第二沉淀室的底部分别贯通连接沉淀室排口，所述第一反应室的一侧端贯通连接有进料口，第一反应室通过连通管贯通连接第二反应室，第一反应室的顶端设有第一沼气收集室，所述第一沼气收集室的顶端贯通连接第一沼气出口，第一沼气收集室的内腔一侧安装有第一催化净化室，第一催化净化室通过第一沼气导管贯通连接第一反应室，第一催化净化室的左侧端贯通连接第一空气进化口，所述第二反应室的顶端设有第二沼气收集室，所述第二沼气收集室的一侧安装有第二催化净化室，所述第二催化净化室通过第二沼气导管贯通连接第二反应室，第二催化净化室的一侧端贯通连接第二空气进口，第二催化净化室的顶端贯通连接第二沼气出口，第一反应室和第二反应室在厌氧消化运行时，沼气平均分配到两个反应室，第一反应室用于第一阶段的反应，物料从进料口进入，并在第一搅拌机构下进行搅拌混合，确保第一反应室内物料尽可能均相反应，通过温度调控装置、PH监测探头和COD检测仪监测室内的温度、PH和COD值。通过温度调控装置、加药机构、搅拌机构和进料控制调节反应室内的反应条件。物料在第一反应室反应完全后进入到第二反应室，在第二反应室进一步反应，加大物料的利用率和沼气的产生率。第一反应室和第二反应室产生的气体分别进入各自反应室上方的催化净化室去除H₂S和H₂，然后进入沼气室排放。两级厌氧消化将产沼气分配到两个消化室进行反应，通过两级厌氧消化，基质反应更加彻底，沼气产量更高；两级厌氧消化相对于单级厌氧消化沼气产量更大，更经济；且整个装置的集中结构设计使得整个装置的体积大幅度减小，对占地要求较小，使用灵活，便于大规模推广使用。

在进一步的实施例中，所述第一沼气收集室和第二沼气收集室内分别设有气体探头，用于监控各类反应气体，从而保证整个装置的顺利进行。

在进一步的实施例中，所述第一催化净化室和第二催化净化室内填充有H₂S去除填料，通过在第一催化净化室和第二催化净化室内填充H₂S去除填料和产甲烷催化剂，可以对甲烷气体进行提纯，从而保证甲烷的生产质量。

在进一步的实施例中，所述第一沼气收集室的正面设有与第一反应室相配合的检修口，所述第二沼气收集室的正面设有与第二反应室相配合的检修口，通过设置检修口，便于后期对第一反应室、第二反应室和第一沼气收集室以及第二沼气收集室进行维修，从而保证整个装置的顺利运行。

在进一步的实施例中，所述设备间的内腔安装有曝气设备、加药机构、监测系统、温度控制系统、电控柜和中央控制系统，所述曝气设备、加药机构、监测系统和温度控制系统并列设在电控柜和中央控制系统的左侧，所述曝气设备、加药机构、监测系统和温度控制系统从上到下依次安装在设备间的内壁上，所述电控柜设在中央控制系统的上方，所述温度控制系统连接所有的温度调控装置，所述监测系统分别与所有的PH监测探头和所有的COD检测仪连接，所述电控柜分别与曝气设备、加药机构、监测系统、温度控制系统、中央控制系统、第一搅拌机构和第二搅拌机构连接，通过设置温度控制系统集中调节第一反应室和第二反应室内的温度变化；通过设置检测系统监控调节第一反应室和第二反应室内PH值变化以及COD浓度变化，整个装置通过电控柜进行集中控制，从而提高整个装置控制和操作的便利性。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过第一反应室和第二反应室进行两级厌氧消化时，第一反应室作为第一级消化反应，且通过第一搅拌机构进行搅拌混合，确保第一反应室内尽可能均相反应；两级厌氧消化是将基质进行两段消化，将产沼气分配到两个消化室进行反应，通过两级厌氧消化，基质反应更加彻底，沼气产量更高；

2、本实用新型通过在第一催化净化室和第二催化净化室内填充H₂S去除填料和产甲烷催化剂，可以对甲烷气体进行提纯，从而保证甲烷的生产质量；

3、本实用新型通过设置检修口，便于后期对第一反应室、第二反应室和第一沼气收集室以及第二沼气收集室进行维修，从而保证整个装置的顺利运行；

4、本实用新型通过设置温度控制系统集中调节第一反应室和第二反应室内的温度变化；通过设置检测系统监控调节第一反应室和第二反应室内PH值变化以及COD浓度变化，整个装置通过电控柜进行集中控制，从而提高整个装置控制和操作的便利性。

附图说明

图1为一种厌氧消化一体化设备的结构示意图；

图2为一种厌氧消化一体化设备的俯视图的结构示意图。

图中：1-进料口，2-第一反应室，3-第一沉淀室，4-第一搅拌机构，5-温度调控装置， 6-PH监测探头，7-COD监测仪，8-隔温层，9-第二沉淀室，10-第二搅拌机构，11-第二反应室，12-第一沼气导管，13-第一空气进口，14-第一催化净化室，15-第一沼气收集室， 16-第一沼气出口，17-第二沼气导管，18-第二空气进口，19-第二催化净化室，20-第二沼气收集室，21-第二沼气出口，22-沉淀室排口，23-设备间，24-曝气设备，25-加药机构，26-电控柜，27-监测系统，28-温度控制系统，29-设备外壳，30-检修口，31-中央控制系统，32-连通管。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参见图1-2，一种厌氧消化一体化设备，包括设备外壳29和设备间23，所述设备外壳29的右侧端固定连接设备间23，所述设备外壳29的内腔设有隔温层8，所述隔温层 8把设备外壳29的内腔分隔成两个腔室，两个所述腔室底部分别安装有第一反应室2和第二反应室11，所述第一反应室2设在第二反应室11的左侧，所述第一反应室2和第二反应室11均是厌氧消化室，第一反应室2内安装有第一搅拌机构4，所述第二反应室11内安装有第二搅拌机构10，所述第一反应室2和第二反应室11内分别安装有温度调控装置 5、PH监测探头6和COD检测仪7，所述温度调控装置5和COD检测仪7并排设在PH监测探头6的上方，所述温度调控装置5设在COD检测仪7的左侧，所述第一反应室2的底部设有第一沉淀室3，所述第二反应室11的底部设有第二沉淀室9，所述第一沉淀室3和第二沉淀室9的底部分别贯通连接沉淀室排口22，所述第一反应室2的一侧端贯通连接有进料口1，第一反应室2通过连通管32贯通连接第二反应室11，第一反应室2的顶端设有第一沼气收集室15，所述第一沼气收集室15的顶端贯通连接第一沼气出口16，第一沼气收集室15的内腔一侧安装有第一催化净化室14，第一催化净化室14通过第一沼气导管 12贯通连接第一反应室2，第一催化净化室14的左侧端贯通连接第一空气进化口13，所述第二反应室11的顶端设有第二沼气收集室20，所述第二沼气收集室20的一侧安装有第二催化净化室19，所述第二催化净化室19通过第二沼气导管17贯通连接第二反应室11，第二催化净化室19的一侧端贯通连接第二空气进口18，第二催化净化室19的顶端贯通连接第二沼气出口21，第一反应室2和第二反应室11在厌氧消化运行时，沼气平均分配到两个反应室，第一反应室2用于第一阶段的反应，物料从进料口1进入，并在第一搅拌机构4的作用下进行搅拌混合，确保第一反应室2内物料尽可能均相反应，通过温度调控装置5、PH监测探头6和COD检测仪7监测室内的温度、PH和COD值。通过温度调控装置5、加药机构25、第一搅拌机构4、第二搅拌机构10和进料控制调节反应室内的反应条件。物料在第一反应室2内反应完全后进入到第二反应室11，在第二反应室11进一步反应，加大物料的利用率和沼气的产生率。第一反应室2和第二反应室11产生的气体分别进入各自反应室上方的催化净化室去除H₂S和H₂，然后进入沼气室排放；两级厌氧消化是将基质进行两段消化，将产沼气分配到两个消化室进行反应，通过两级厌氧消化，基质反应更加彻底，沼气产量更高；且整个装置的集中结构设计使得整个装置的体积大幅度减小，对占地要求较小，使用灵活，便于大规模推广使用。

所述第一沼气收集室15和第二沼气收集室20内分别设有气体探头，用于监控各类反应气体，从而保证整个装置的顺利进行。

所述第一催化净化室14和第二催化净化室19内填充有H₂S去除填料和产甲烷催化剂，通过在第一催化净化室14和第二催化净化室19内填充H₂S去除填料，可以对甲烷气体进行提纯，从而保证甲烷的生产质量。

所述第一沼气收集室15的正面设有与第一反应室2相配合的检修口30，所述第二沼气收集室20的正面设有与第二反应室11相配合的检修口30，通过设置检修口30，便于后期对第一反应室2、第二反应室11和第一沼气收集室15以及第二沼气收集室20进行维修，从而保证整个装置的顺利运行。

实施例2

与实施例1相区别的是：所述设备间23的内腔安装有曝气设备24、加药机构25、监测系统27、温度控制系统28、电控柜26和中央控制系统31，所述曝气设备24、加药机构25、监测系统27和温度控制系统28并列设在电控柜26和中央控制系统31的左侧，所述曝气设备24、加药机构25、监测系统27和温度控制系统28从上到下依次安装在设备间23的内壁上，所述电控柜26设在中央控制系统31的上方，所述温度控制系统28连接所有的温度调控装置5，所述监测系统27分别与所有的PH监测探头6和所有的COD检测仪7连接，所述电控柜26分别与曝气设备24、加药机构25、监测系统27、温度控制系统 28、中央控制系统31、第一搅拌机构4和第二搅拌机构10连接，通过设置温度控制系统 28集中调节第一反应室2和第二反应室11内的温度变化；通过设置检测系统27监控调节第一反应室2和第二反应室11内PH值变化以及COD浓度变化，整个装置通过电控柜26 进行集中控制，从而提高整个装置控制和操作的便利性。

实施例1-2的工作原理：第一反应室2和第二反应室11在厌氧消化运行时，第一反应室2用于产酸相反应，物料从进料口1进入，并在第一搅拌机构4下进行搅拌混合，确保第一反应室2内物料尽可能均相反应，在第一反应室2里物料主要进行水解酸化和产氢产酸阶段反应，通过温度调控装置5、PH监测探头6和COD检测仪控制第一反应室2内的温度、PH值、COD浓度和水力停留时间来确保产酸菌的功能反应；通过第一反应室2的作用，物料转化为脂肪酸、H₂、CO₂和NOx等物质，其中气体通过第一沼气导管12进入第一催化净化室14内，同时外部空气通过第一空气进口13进入第一催化净化室14内，第一催化净化室14内H₂通过加催化剂与CO₂反应产生甲烷，并进行提纯，提纯后的甲烷进入第一沼气收集室15，且最后第一沼气出口16排出；同时第一反应室2内产酸相产生的泥水混合物通过连通管32进入第二消化室11内，在第二反应室11内的物料主要进行产甲烷阶段反应，第二反应室11内产甲烷相产物主要为甲烷，并通过上方第二催化净化室净化后进入第二沼气收集室20，最后通过第二沼气出口21排出；在第一反应室2和第二反应室11内进行两级厌氧消化时，第一反应室2作为第一级消化反应，且通过第一搅拌机构4 进行搅拌混合，确保第一反应室2内尽可能均相反应；两级厌氧消化是将基质进行两段消化，将产沼气分配到两个消化室进行反应，通过两级厌氧消化，基质反应更加彻底，沼气产量更高；两相厌氧消化和两级厌氧消化相对于单相厌氧消化沼气产量更大，更经济；且整个装置的集中结构设计使得整个装置的体积大幅度减小，对占地要求较小，使用灵活，便于大规模推广使用；同时，通过设置温度控制系统28集中调节第一反应室2和第二反应室11内的温度变化；通过设置检测系统27监控调节第一反应室2和第二反应室11内 PH值变化以及COD浓度变化，整个装置通过电控柜26进行集中控制，从而提高整个装置控制和操作的便利性。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种厌氧消化一体化设备，包括设备外壳(29)和设备间(23)，其特征在于，所述设备外壳(29)的右侧端固定连接设备间(23)，所述设备外壳(29)的内腔设有隔温层(8)，所述隔温层(8)把设备外壳(29)的内腔分隔成两个腔室，两个所述腔室底部分别安装有第一反应室(2)和第二反应室(11)，所述第一反应室(2)设在第二反应室(11)的左侧，所述第一反应室(2)和第二反应室(11)均是厌氧消化室，第一反应室(2)内安装有第一搅拌机构(4)，所述第二反应室(11)内安装有第二搅拌机构(10)，所述第一反应室(2)和第二反应室(11)内分别安装有温度调控装置(5)、PH监测探头(6)和COD检测仪(7)，所述第一反应室(2)的底部设有第一沉淀室(3)，所述第二反应室(11)的底部设有第二沉淀室(9)，所述第一沉淀室(3)和第二沉淀室(9)的底部分别贯通连接沉淀室排口(22)，所述第一反应室(2)的一侧端贯通连接有进料口(1)，第一反应室(2)通过连通管(32)贯通连接第二反应室(11)，第一反应室(2)的顶端设有第一沼气收集室(15)，所述第一沼气收集室(15)的顶端贯通连接第一沼气出口(16)，第一沼气收集室(15)的内腔一侧安装有第一催化净化室(14)，第一催化净化室(14)通过第一沼气导管(12)贯通连接第一反应室(2)，第一催化净化室(14)的左侧端贯通连接第一空气进化口(13)，所述第二反应室(11)的顶端设有第二沼气收集室(20)，所述第二沼气收集室(20)的一侧安装有第二催化净化室(19)，所述第二催化净化室(19)通过第二沼气导管(17)贯通连接第二反应室(11)，第二催化净化室(19)的一侧端贯通连接第二空气进口(18)，第二催化净化室(19)的顶端贯通连接第二沼气出口(21)。

2.根据权利要求1所述的一种厌氧消化一体化设备，其特征在于，所述温度调控装置(5)和COD检测仪(7)并排设在PH监测探头(6)的上方，所述温度调控装置(5)设在COD检测仪(7)的左侧。

3.根据权利要求1所述的一种厌氧消化一体化设备，其特征在于，所述第一沼气收集室(15)和第二沼气收集室(20)内分别设有气体探头。

4.根据权利要求1所述的一种厌氧消化一体化设备，其特征在于，所述第一催化净化室(14)和第二催化净化室(19)内填充有H₂S去除填料和产甲烷催化剂。

5.根据权利要求1所述的一种厌氧消化一体化设备，其特征在于，所述第一沼气收集室(15)的正面设有与第一反应室(2)相配合的检修口(30)，所述第二沼气收集室(20)的正面设有与第二反应室(11)相配合的检修口(30)。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种厌氧消化一体化设备，其特征在于，所述设备间(23)的内腔安装有曝气设备(24)、加药机构(25)、监测系统(27)、温度控制系统(28)、电控柜(26)和中央控制系统(31)，所述温度控制系统(28)连接所有的温度调控装置(5)，所述监测系统(27)分别与所有的PH监测探头(6)和所有的COD检测仪(7)连接，所述电控柜(26)分别与曝气设备(24)、加药机构(25)、监测系统(27)、温度控制系统(28)、中央控制系统(31)、第一搅拌机构(4)和第二搅拌机构(10)连接。

7.根据权利要求6所述的一种厌氧消化一体化设备，其特征在于，所述曝气设备(24)、加药机构(25)、监测系统(27)和温度控制系统(28)并列设在电控柜(26)和中央控制系统(31)的左侧，所述曝气设备(24)、加药机构(25)、监测系统(27)和温度控制系统(28)从上到下依次安装在设备间(23)的内壁上，所述电控柜(26)设在中央控制系统(31)的上方。

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