CN215209396U - 一种厌氧发酵反应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种厌氧发酵反应系统，包括设置在地下的发酵池，以及：与发酵池底部连通的进料管道和排泥管道；安装发酵池顶部的排气管道；安装在发酵池内的气固液分离装置，气固液分离装置设置有IC厌氧反应装置，IC厌氧反应装置的出气口与排气管道连通，IC厌氧反应装置的液体回流口池内并靠近发酵池底部。该厌氧发酵反应系统能够利用地温及土的隔热性进行加温保温，并利用回流液体对池底进行搅拌，以保证菌种与有机物完全混合。

Description

一种厌氧发酵反应系统

技术领域

本实用新型涉及养殖污水厌氧发酵技术领域，特别涉及一种厌氧发酵反应系统。

背景技术

近年来，畜禽养殖规模化程度越来越高，相应的畜禽粪污集中，直接排放会对土壤、地下水及地表水造成严重污染。现有技术中，畜禽养殖场通常采用厌氧发酵技术降解粪污中的有机物，但会出现以下几种问题：

一是常温厌氧发酵，冬季厌氧发酵水温低，常认为水温低于10℃，厌氧对污水有机肥的去除基本停滞；

二是为保证菌种与有机物完全混合，常采用外置机械搅拌，能耗高，发酵成本高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种厌氧发酵反应系统，能够利用地温及土的隔热性进行加温保温，并利用回流液体对池底进行搅拌。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种厌氧发酵反应系统，包括设置在地下的发酵池，以及：

与发酵池底部连通的进料管道和排泥管道；

安装发酵池顶部的排气管道；

安装在所述发酵池内的气固液分离装置，所述气固液分离装置设置有IC厌氧反应装置，所述IC厌氧反应装置的出气口与所述排气管道连通，所述IC厌氧反应装置的液体回流口池内并靠近所述发酵池底部。

可选地，在上述厌氧发酵反应系统中，所述IC厌氧反应装置包括气液分离装置、气液混合上升管道、液体回流管道，其中：

所述气液分离装置通过所述气液混合上升管道与所述气固液分离装置连通；

所述液体回流管道的一端与所述气液分离装置连通，另一端伸入池内并靠近所述发酵池底部；

所述气液分离装置的出气口与所述排气管道连通。

可选地，在上述厌氧发酵反应系统中，所述液体回流管道的底部设置有布水装置，所述布水装置包括底座、锥形布水器和分水片，其中：

所述底座与所述发酵池底部固连；

所述锥形布水器设置在所述底座上，其尖端位于所述液体回流管道的出口下方，且与所述液体回流管道同轴；

所述液体回流管道的出口处沿周向布置有多个所述分水片，每个所述分水片的两端分别与所述液体回流管道、所述底座固连。

可选地，在上述厌氧发酵反应系统中，所述气液分离装置的第一接口与所述气液混合上升管道的出口连接；

所述气液分离装置的第二接口与所述液体回流管道的入口连接；

所述气液分离装置的出气口包括设置在顶端的顶部沼气排出口，以及设置在侧壁上的多个环壁沼气排出口。

可选地，在上述厌氧发酵反应系统中，所述气固液分离装置包括沿直线方向依次并排布置的多个气固液分离单元，相邻的所述气固液分离单元之间分别安装有多个所述IC厌氧反应装置。

可选地，在上述厌氧发酵反应系统中，相邻的所述IC厌氧反应装置之间，通过辅助排气管道连通所述气液分离装置的出气口，所述辅助排气管道均与所述排气管道连通。

可选地，在上述厌氧发酵反应系统中，相邻的所述液体回流管道之间通过支撑架固定连接。

可选地，在上述厌氧发酵反应系统中，所述发酵池的深度值为16米至24米。

可选地，在上述厌氧发酵反应系统中，所述气固液分离装置安装在距离所述发酵池顶部开口0.6米至1.5米处。

可选地，在上述厌氧发酵反应系统中，所述发酵池的底部端口到顶端开口逐渐扩大。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的厌氧发酵反应系统为一种大型地下式自循环厌氧发酵反应系统，其能够利用深坑地温和厚土保温的隔热性对池内混合物进行加温保温，使得在中部地区，冬季厌氧发酵水温不低于15℃，不会让发酵反应停止。而且，通过IC厌氧反应装置，能够在液下集中收集沼气，并形成自循环系统，利用回流液体对池底进行搅拌，保证菌种与有机物混合充分，不需要借助机械搅拌使其有机物与菌种混合，减少了发酵成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的发酵池的俯视图；

图2为本实用新型实施例提供的气固液分离装置和IC厌氧反应装置的布置结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的IC厌氧反应装置中的自循环系统的布置结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的气液分离装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的布水装置的结构示意图。

其中：

100-发酵池，200-气固液分离装置，300-IC厌氧反应装置，

101-进水管道，102-排泥管道，103-排气管道，

104-发酵池底部，105-发酵池侧壁，106-发酵池顶部；

201-边部气固液分离单元，202-中部气固液分离单元；

301-气液分离装置，302-气液混合上升管道，303-液体回流管道，

304-布水装置；

311-顶部沼气排出口，312-环壁沼气排出口；

341-底座，342-锥形布水器，343-分水片。

具体实施方式

本实用新型公开了一种厌氧发酵反应系统，能够利用地温及土的隔热性进行加温保温，并利用回流液体对池底进行搅拌。

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。

请参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的厌氧发酵反应系统，包括设置在地下的发酵池100，所述发酵池100设置有进料管道101、排泥管道102、排气管道103、气固液分离装置200，其中：

进料管道101和排泥管道102均与发酵池底部104连通，进料管道101用于将养殖场产生的粪污水排放到发酵池中，排泥管道102用于将池底发酵好的粪肥物排放到发酵池外；

排气管道103环绕布置在发酵池顶部106的开口出处的四周，用于将反应产生的沼气输出至位于池外的储存装置内；

气固液分离装置200安装在发酵池100内，并设置有IC厌氧反应装置300(IC，即internalcirculation，内循环厌氧反应器，该反应器带自循环系统)，IC厌氧反应装置300的出气口与排气管道103连通，IC厌氧反应装置300的液体回流口伸入至发酵池100的底部，以对池底反应物进行搅拌，利于菌种与有机物完全混合。

可见，本实用新型实施例提供了一种大型地下式自循环厌氧发酵反应系统，其能够利用深坑地温和厚土保温的隔热性对池内混合物进行加温保温，使得在中部地区，冬季厌氧发酵水温不低于15℃，不会让发酵反应停止。而且，通过IC厌氧反应装置300，能够在液下集中收集沼气，并形成自循环系统，利用回流液体对池底进行搅拌，保证菌种与有机物混合充分，不需要借助机械搅拌使其有机物与菌种混合，减少了发酵成本。

具体地，请参见图3，IC厌氧反应装置300包括气液分离装置301、气液混合上升管道302、液体回流管道303，其中：

气液混合上升管道302的上方出口端与气液分离装置301连通，气液混合上升管道302的下方出口端与气固液分离装置200连通，从而，通过气液混合上升管道302，能够对气固液分离装置200中产生的沼气(具体为沼气和污水形成的混合流体)进行收集，并将其送入气液分离装置301中，也就是说，气液分离装置301通过气液混合上升管道302与气固液分离装置200连通；

液体回流管道303的顶端与气液分离装置301，另一端伸入池内并靠近发酵池底部104，从而通过液体回流管道303将气液分离装置301中分离得到的液体回流至发酵池的底部；

气液分离装置301的出气口与排气管道103连通，以将分离得到的沼气通过排气管道103输出池外。

可见，通过该IC厌氧反应装置300，能够在液下集中收集沼气，其利用沼气与水混合液密度较小的特点，能够使大量沼气与混合液体通过气液混合上升管道302源源不断地提升到池内液面以上，并通过液体回流管道303回流到池底，从而形成自循环系统，并对池底混合物进行搅动，使得有机物与菌种混合充分。

进一步地，请参见图2、图3和图5，上述液体回流管道303的底部设置有布水装置304(也可称为均匀分水装置)，该布水装置304包括底座341、锥形布水器342和分水片343，其中：

底座341与发酵池底部104固连(例如通过螺栓固连)；

锥形布水器342为锥形圆柱体，设置在底座341上，其尖端位于液体回流管道303的出口下方，且与液体回流管道303同轴，也就是说，该锥形圆柱体的上端正对于液体回流管道303的出口，二者间距优选设置为5cm；

液体回流管道303的出口处沿周向布置有多个分水片343，每个分水片343的两端分别与液体回流管道303、底座341固连(例如焊接固连)。

可见，该布水装置304中，通过分水片343能够对液体回流管道303起到支撑固定的作用；而且，该布水装置304中的锥形布水器342和分水片343，能够对回流到发酵池底部104的液体流能够起到切割、分流的扩散作用，从而达到均匀分水的目的，使其对发酵池底部的混合物起到搅拌效果，加快厌氧反应，减少发酵池的发酵周期。

具体地，请参见图3，气固液分离装置200上设置有多个IC厌氧反应装置300(一般不少于五个)。并且，请参见图4，每个IC厌氧反应装置300中：气液分离装置301的第一接口与气液混合上升管道302的出口连接；气液分离装置301的第二接口与液体回流管道303的入口连接；气液分离装置301的出气口包括设置在顶端的顶部沼气排出口311，以及设置在侧壁上的多个环壁沼气排出口312，生产过程中，气液分离装置301中分离出的沼气通过出气口排出后，通过排气管道103输出至储存装置中进行收集，并经过脱水脱硫后利用。

具体地，请参见图2，气固液分离装置200包括沿直线方向依次并排布置的多个气固液分离单元，相邻的气固液分离单元之间分别安装有多个IC厌氧反应装置300，从而构成图2中所示的多级提升系统。具体地，多个气固液分离单元包括多个中部气固液分离单元202，以及位于两端的边部气固液分离单元201。

具体地，在上述厌氧发酵反应系统中，相邻的IC厌氧反应装置300之间，通过辅助排气管道连通气液分离装置301的出气口，辅助排气管道均与排气管道103连通。而且，相邻的液体回流管道303之间通过支撑架(一般为钢架固定连接。

具体地，在上述厌氧发酵反应系统中，发酵池100的深度值为16米至24米(优选为20米)；气固液分离装置200安装在距离发酵池顶部开口0.6米至1.5米(优选为1米)处；发酵池的底部端口到顶端开口逐渐扩大。优选地，发酵池的底部端口长度为5米，宽度为2米，发酵池的顶端开口长度为7米，宽度为5米，发酵池的侧壁为倾斜面，发酵池侧壁进行防渗处理。

具体地，在上述厌氧发酵反应系统中，气液混合上升管道302的长度为50cm。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种厌氧发酵反应系统，其特征在于，包括设置在地下的发酵池(100)，以及：

与发酵池底部(104)连通的进料管道(101)和排泥管道(102)；

安装发酵池顶部(106)的排气管道(103)；

安装在所述发酵池(100)内的气固液分离装置(200)，所述气固液分离装置(200)设置有IC厌氧反应装置(300)，所述IC厌氧反应装置(300)的出气口与所述排气管道(103)连通，所述IC厌氧反应装置(300)的液体回流口池内并靠近所述发酵池底部(104)。

2.根据权利要求1所述的厌氧发酵反应系统，其特征在于，所述IC厌氧反应装置(300)包括气液分离装置(301)、气液混合上升管道(302)、液体回流管道(303)，其中：

所述气液分离装置(301)通过所述气液混合上升管道(302)与所述气固液分离装置(200)连通；

所述液体回流管道(303)的一端与所述气液分离装置(301)连通，另一端伸入池内并靠近所述发酵池底部(104)；

所述气液分离装置(301)的出气口与所述排气管道(103)连通。

3.根据权利要求2所述的厌氧发酵反应系统，其特征在于，所述液体回流管道(303)的底部设置有布水装置(304)，所述布水装置(304)包括底座(341)、锥形布水器(342)和分水片(343)，其中：

所述底座(341)与所述发酵池底部固连；

所述锥形布水器(342)设置在所述底座(341)上，其尖端位于所述液体回流管道(303)的出口下方，且与所述液体回流管道(303)同轴；

所述液体回流管道(303)的出口处沿周向布置有多个所述分水片(343)，每个所述分水片(343)的两端分别与所述液体回流管道(303)、所述底座(341)固连。

4.根据权利要求2所述的厌氧发酵反应系统，其特征在于，所述气液分离装置(301)的第一接口与所述气液混合上升管道(302)的出口连接；

所述气液分离装置(301)的第二接口与所述液体回流管道(303)的入口连接；

所述气液分离装置(301)的出气口包括设置在顶端的顶部沼气排出口(311)，以及设置在侧壁上的多个环壁沼气排出口(312)。

5.根据权利要求2所述的厌氧发酵反应系统，其特征在于，所述气固液分离装置(200)包括沿直线方向依次并排布置的多个气固液分离单元，相邻的所述气固液分离单元之间分别安装有多个所述IC厌氧反应装置(300)。

6.根据权利要求5所述的厌氧发酵反应系统，其特征在于，相邻的所述IC厌氧反应装置(300)之间，通过辅助排气管道连通所述气液分离装置(301)的出气口，所述辅助排气管道均与所述排气管道(103)连通。

7.根据权利要求5所述的厌氧发酵反应系统，其特征在于，相邻的所述液体回流管道(303)之间通过支撑架固定连接。

8.根据权利要求1至7任一项所述的厌氧发酵反应系统，其特征在于，所述发酵池(100)的深度值为16米至24米。

9.根据权利要求8所述的厌氧发酵反应系统，其特征在于，所述气固液分离装置(200)安装在距离所述发酵池顶部开口0.6米至1.5米处。

10.根据权利要求8所述的厌氧发酵反应系统，其特征在于，所述发酵池的底部端口到顶端开口逐渐扩大。

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