CN219326656U - 一种ic厌氧反应器实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种IC厌氧反应器实验装置，包括支撑架，所述支撑架内一侧安装有原水桶，所述支撑架内另一侧底部安装有循环泵，所述循环泵上方一侧设置有出水箱，所述出水箱一侧设置有循环水桶，所述支撑架顶部一侧固定有电器柜，所述支撑架中部安装有主反应器。有益效果在于：本实用新型通过将核心设备的主反应器外壳材质设计成透明亚克力材质，实验操作人员能够清晰看到其中的反应过程，并将主反应器采用分体式设计，气液分离器、一级分离器、二级分离器、一级分离器出气管和二级分离器出气管是一体式设计，可进行整体更换，方便对比不同分离器结构对反应的影响，并利用升降支架便于工作人员进行更换。

Description

一种IC厌氧反应器实验装置

技术领域

本实用新型涉及IC厌氧反应器实验装置技术领域，具体涉及一种IC厌氧反应器实验装置。

背景技术

IC反应器是一种高效厌氧反应器，由2层UASB反应器串联而成，反应料液在反应器中自下而上流动，污染物被细菌吸附并降解，净化过的水从反应器上部流出。通过两个UASB反应器串联，延长反应通道，通过内循环自动稀释进水，有效保证了第一反应室的进水浓度的稳定性。

按功能划分，反应器由下而上共分为5个区：混合区、第1厌氧区、第2厌氧区、沉淀区和气液分离区。

混合区：反应器底部进水、颗粒污泥和气液分离区回流的泥水混合物有效地在此区混合。

第1厌氧区：混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，大部分有机物转化为沼气。混合液上升流和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈膨胀和流化状态，加强了泥水表面接触，污泥由此而保持着高的活性。随着沼气产量的增多，一部分泥水混合物被沼气提升至顶部的气液分离区。

气液分离区：被提升的混合物中的沼气在此与泥水分离并导出处理系统，泥水混合物则沿着回流管返回到最下端的混合区，与反应器底部的污泥和进水充分混合，实现了混合液的内部循环。

第2厌氧区：经第1厌氧区处理后的废水，除一部分被沼气提升外，其余的都通过三相分离器进入第2厌氧区。该区污泥浓度较低，且废水中大部分有机物已在第1厌氧区被降解，因此沼气产生量较少。沼气通过沼气管导入气液分离区，对第2厌氧区的扰动很小，这为污泥的停留提供了有利条件。

沉淀区：第2厌氧区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离，上清液由出水管排走，沉淀的颗粒污泥返回第2厌氧区污泥床。

从IC反应器工作原理中可见，反应器通过2层三相分离器来实现获得高污泥浓度；通过大量沼气和内循环的剧烈扰动，使泥水充分接触，获得良好的传质效果。

在生物质能源和环境专业教学中，IC反应器是其中非常重要的一个教学点，但是由于IC反应器结构复杂，体积较大，很难在实验室空间内完成，此外，真实IC反应器结构封闭，无法看到内部结构，并且无法对反应器内部结构进行调整，这不利于学生学习，也就无法达到很好的教学效果，因此需要一种IC厌氧反应器实验装置来解决现有的问题。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供了一种实验操作人员能够清晰看到其中的反应过程，并将主反应器采用分体式设计，气液分离器、一级分离器、二级分离器、一级分离器出气管和二级分离器出气管是一体式设计，可进行整体更换，方便对比不同分离器结构对反应的影响，并利用升降支架便于工作人员进行更换的IC厌氧反应器实验装置。

(二)技术方案

本实用新型通过如下技术方案实现：本实用新型提出了一种IC厌氧反应器实验装置，包括支撑架，所述支撑架内一侧安装有原水桶，所述支撑架内另一侧底部安装有循环泵，所述循环泵上方一侧设置有出水箱，所述出水箱一侧设置有循环水桶，所述支撑架顶部一侧固定有电器柜，所述支撑架中部安装有主反应器，所述主反应器两侧对称安装有升降架，所述主反应器顶部安装有气液分离器，所述气液分离器顶部安装有顶盖法兰，所述顶盖法兰顶端中部安装有出气口，所述气液分离器一侧安装有出水口，所述气液分离器内中部连接有一级分离器排气管，所述一级分离器排气管底部外侧安装有一级分离器，所述一级分离器排气管外侧上方连接有二级分离器排气管，所述二级分离器排气管底部外侧安装有二级分离器，所述二级分离器外侧和所述一级分离器上方均设置有第二厌氧区腔体，所述第二厌氧区腔体上方一侧安装有外循环出水口，所述一级分离器下方设置有第一厌氧区腔体，所述第一厌氧区腔体一侧连接有外循环回水管，所述第一厌氧区腔体和所述第二厌氧区腔体外侧均设置有水浴腔体，所述水浴腔体顶部一侧上方连接有水浴出水口，所述水浴腔体一侧下方连接有水浴进水口，所述主反应器底部安装有混合区腔体，所述混合区腔体内底部安装有布水器，所述布水器底部连接有布水器进水口，所述混合区腔体一侧连接有料液进出口。

进一步的，所述循环泵为三路输出，所述出水箱与所述循环泵管道连接，所述循环泵与所述布水器进水口管道连接，且所述布水器进水口与所述布水器管箍连接。

通过采用上述技术方案，便于通过所述循环泵进行三路输出，其中，通过所述循环泵抽取所述出水箱内的水通过所述布水器进水口向所述布水器进行供水。

进一步的，所述循环泵与所述料液进出口管道连接，所述料液进出口与所述混合区腔体管箍连接。

通过采用上述技术方案，能够使所述循环泵抽取料液通过所述料液进出口向所述混合区腔体内输送料液。

进一步的，所述循环泵与所述循环水桶管道连接，且所述循环水桶内自带有加热装置，所述循环泵与所述水浴进水口管道连接，所述水浴进水口与所述水浴腔体管箍连接，所述水浴出水口与所述水浴腔体管箍连接。

通过采用上述技术方案，能够使所述循环泵抽取所述循环水桶内加热后的水，然后将调温后的水通过所述水浴进水口输送至所述水浴腔体内，通过控制所述水浴腔体内的温度来调节所述主反应器内的温度，以达到控制反应温度的目的。

进一步的，所述第一厌氧区腔体成型于所述主反应器上，所述第二厌氧区腔体成型于所述主反应器上，且所述第一厌氧区腔体和所述第二厌氧区腔体相互连通，且所述主反应器外壳材质为透明亚克力材质。

通过采用上述技术方案，在料液进入所述第一厌氧区腔体后，腔体宽大，流速减慢，部分固体开始沉淀，料液经过所述一级分离器后完成初级分离，随着液位的上升，大部分料液进入到所述第二厌氧区腔体，流速迅速变慢，固体继续沉淀。

进一步的，所述一级分离器排气管贯穿所述主反应器与所述气液分离相连，所述二级分离器排气管与所述一级分离器排气管)螺栓连接，且所述一级分离器与所述一级分离器排气管螺栓连接，所述二级分离器与所述二级分离器排气管螺栓连接。

通过采用上述技术方案，在料液进入到所述第一厌氧区腔体后，会进入到所述一级分离器处，进入到所述一级分离器之后，口径减小，受到所述一级分离器中下反应器的挤压，加速料液内絮状物沉淀，并有一定量的气体被挤压释放，被释放的气体通过所述一级分离器排气管快速上升，到达所述气液分离器内，同时，压力抬升料液进入到所述二级分离器，重复分离过程，气液混合物进入到所述二级分离器排气管，然后进入所述气液分离器，少部分料液进入到所述外循环出水口，通过外循环管道回至所述外循环回水管，重新进行分离反应。

进一步的，所述顶盖法兰与所述气液分离器螺栓连接，所述出气口成型于所述顶盖法兰上，所述出水口与所述气液分离器管箍连接，且所述出水口高度低于所述一级分离器排气管高度。

通过采用上述技术方案，能够通过所述顶盖法兰对所述气液分离器顶部进行密封，然后气体经过所述出气口排出，液体经过所述出水口排出。

(三)有益效果

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

为解决目前在生物质能源和环境专业教学中，IC反应器是其中非常重要的一个教学点，但是由于IC反应器结构复杂，体积较大，很难在实验室空间内完成，此外，真实IC反应器结构封闭，无法看到内部结构，并且无法对反应器内部结构进行调整，这不利于学生学习，也就无法达到很好的教学效果的问题，本实用新型通过将核心设备的主反应器外壳材质设计成透明亚克力材质，实验操作人员能够清晰看到其中的反应过程，并将主反应器采用分体式设计，气液分离器、一级分离器、二级分离器、一级分离器出气管和二级分离器出气管是一体式设计，可进行整体更换，方便对比不同分离器结构对反应的影响，并利用升降支架便于工作人员进行更换。

附图说明

图1是本实用新型所述一种IC厌氧反应器实验装置的结构示意图

图2是本实用新型所述一种IC厌氧反应器实验装置中主反应器的剖视图。

附图标记说明如下：

1、支撑架；2、原水桶；3、循环泵；4、出水箱；5、循环水桶；6、电器柜；7、升降架；8、主反应器；9、气液分离器；10、顶盖法兰；11、出气口；12、出水口；13、一级分离器排气管；14、一级分离器；15、二级分离器排气管；16、二级分离器；17、第二厌氧区腔体；18、外循环出水口；19、水浴腔体；20、水浴出水口；21、水浴进水口；22、第一厌氧区腔体；23、外循环回水管；24、混合区腔体；25、布水器；26、布水器进水口；27、料液进出口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-图2所示，本实施例中的一种IC厌氧反应器实验装置，包括支撑架1，支撑架1内一侧安装有原水桶2，原水桶2用于存放进出主反应器8的料液，支撑架1内另一侧底部安装有循环泵3，循环泵3可以为主反应器8送料、水浴加热循环和布水器25供水三部分功能。循环泵3为三路输出，其中一路为主反应器8提供料液输入，第二路为主反应器8进行加热，改变反应器温度，第三路为从出水箱4中取水为布水器25供水，循环泵3上方一侧设置有出水箱4，出水箱4可以储存水，出水箱4一侧设置有循环水桶5，循环水桶5可以对水进行加热，支撑架1顶部一侧固定有电器柜6，电气柜主要用于数据采集和控制，数据采集部分包括主反应器8中温度传感器和循环水桶5中温度传感器数据。控制部分的内容包括循环泵3流速、循环水桶5加热器，可调节主反应器8的进料流量、循环水浴流量、水温，支撑架1中部安装有主反应器8，主反应器8两侧对称安装有升降架7，工作人员通过升降架7便于对一级分离器14和二级分离器16进行更换，主反应器8顶部安装有气液分离器9，气体和液体可以在气液分离器9处分离，气液分离器9顶部安装有顶盖法兰10，顶盖法兰10顶端中部安装有出气口11，气液分离器9一侧安装有出水口12，顶盖法兰10可以对气液分离器9顶部进行密封，然后气体经过出气口11排出，液体经过出水口12排出，气液分离器9内中部连接有一级分离器排气管13，一级分离器排气管13底部外侧安装有一级分离器14，一级分离器排气管13外侧上方连接有二级分离器排气管15，二级分离器排气管15底部外侧安装有二级分离器16，二级分离器16外侧和一级分离器14上方均设置有第二厌氧区腔体17，第二厌氧区腔体17上方一侧安装有外循环出水口18，一级分离器14下方设置有第一厌氧区腔体22，第一厌氧区腔体22一侧连接有外循环回水管23，在料液进入到第一厌氧区腔体22后，会进入到一级分离器14处，进入到一级分离器14之后，口径减小，受到一级分离器14中下反应器的挤压，加速料液内絮状物沉淀，并有一定量的气体被挤压释放，被释放的气体通过一级分离器排气管13快速上升，到达气液分离器9内，同时，压力抬升料液进入到二级分离器16，重复分离过程，气液混合物进入到二级分离器排气管15，然后进入气液分离器9，少部分料液进入到外循环出水口18，通过外循环管道回至外循环回水管23，重新进行分离反应，第一厌氧区腔体22和第二厌氧区腔体17外侧均设置有水浴腔体19，水浴腔体19顶部一侧上方连接有水浴出水口20，水浴腔体19一侧下方连接有水浴进水口21，循环泵3抽取循环水桶5内加热后的水，然后将调温后的水通过水浴进水口21输送至水浴腔体19内，通过控制水浴腔体19内的温度来调节主反应器8内的温度，以达到控制反应温度的目的，主反应器8底部安装有混合区腔体24，混合区腔体24内底部安装有布水器25，布水器25底部连接有布水器进水口26，循环泵3抽取出水箱4内的水通过布水器进水口26向布水器25进行供水，混合区腔体24一侧连接有料液进出口27，原水桶2内的料液通过循环泵3抽取后从料液进出口27进入到混合区腔体24内。

如图1-图2所示，本实施例中，循环泵3为三路输出，出水箱4与循环泵3管道连接，循环泵3与布水器进水口26管道连接，且布水器进水口26与布水器25管箍连接，循环泵3与料液进出口27管道连接，料液进出口27与混合区腔体24管箍连接。

如图1-图2所示，循环泵3与循环水桶5管道连接，且循环水桶5内自带有加热装置，循环泵3与水浴进水口21管道连接，水浴进水口21与水浴腔体19管箍连接，水浴出水口20与水浴腔体19管箍连接，第一厌氧区腔体22成型于主反应器8上，第二厌氧区腔体17成型于主反应器8上，且第一厌氧区腔体22和第二厌氧区腔体17相互连通，且主反应器8外壳材质为透明亚克力材质。

如图1-图2所示，一级分离器排气管13贯穿主反应器8与气液分离相连，二级分离器排气管15与一级分离器排气管13螺栓连接，且一级分离器14与一级分离器排气管13螺栓连接，二级分离器16与二级分离器排气管15螺栓连接，顶盖法兰10与气液分离器9螺栓连接，出气口11成型于顶盖法兰10上，出水口12与气液分离器9管箍连接，且出水口12高度低于一级分离器排气管13高度。

本实施例的具体实施过程如下：在使用时，支撑架1上的电气柜主要用于数据采集和控制，数据采集部分包括主反应器8中温度传感器和循环水桶5中温度传感器数据，控制部分的内容包括循环泵3流速、循环水桶5加热器，可调节主反应器8的进料流量、循环水浴流量、水温，然后循环泵3可以抽取料液通过料液进出口27向混合区腔体24内输送料液，同时，循环泵3抽取出水箱4内的水通过布水器进水口26向布水器25进行供水，料液经过料液进出口27进入混合区腔体24内，在后续持续进入的料液压力及布水器25的水压下持续向上移动，在料液进入到第一厌氧区腔体22后，腔体宽大，流速减慢，部分固体开始沉淀，料液经过一级分离器14后完成初级分离，随着液位的上升，大部分料液进入到第二厌氧区腔体17，流速迅速变慢，固体继续沉淀，会进入到一级分离器14处，而在进入到第一厌氧区腔体22内的一级分离器14之后，口径减小，受到一级分离器14中下反应器的挤压，加速料液内絮状物沉淀，并有一定量的气体被挤压释放，被释放的气体通过一级分离器排气管13快速上升，到达气液分离器9内，同时，压力抬升料液进入到第二厌氧区腔体17的二级分离器16内重复分离过程，气液混合物进入到二级分离器排气管15，然后进入气液分离器9，少部分料液进入到外循环出水口18，通过外循环管道回至外循环回水管23，重新进行分离反应，顶盖法兰10可以对气液分离器9顶部进行密封，然后气体经过出气口11排出，液体经过出水口12排出，在反应过程中，循环泵3可以抽取循环水桶5内加热后的水，然后将调温后的水通过水浴进水口21输送至水浴腔体19内，通过控制水浴腔体19内的温度来调节主反应器8内的温度，以达到控制反应温度的目的，而主反应器8外壳材质设计成透明亚克力材质，实验操作人员能够清晰看到其中的反应过程，并将主反应器8采用分体式设计，气液分离器9、一级分离器14、二级分离器16、一级分离器14出气管和二级分离器16出气管是一体式设计，可进行整体更换，方便对比不同分离器结构对反应的影响，并利用升降支架便于工作人员进行更换。

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 (7)

1.一种IC厌氧反应器实验装置，其特征在于：包括支撑架(1)，所述支撑架(1)内一侧安装有原水桶(2)，所述支撑架(1)内另一侧底部安装有循环泵(3)，所述循环泵(3)上方一侧设置有出水箱(4)，所述出水箱(4)一侧设置有循环水桶(5)，所述支撑架(1)顶部一侧固定有电器柜(6)，所述支撑架(1)中部安装有主反应器(8)，所述主反应器(8)两侧对称安装有升降架(7)，所述主反应器(8)顶部安装有气液分离器(9)，所述气液分离器(9)顶部安装有顶盖法兰(10)，所述顶盖法兰(10)顶端中部安装有出气口(11)，所述气液分离器(9)一侧安装有出水口(12)，所述气液分离器(9)内中部连接有一级分离器排气管(13)，所述一级分离器排气管(13)底部外侧安装有一级分离器(14)，所述一级分离器排气管(13)外侧上方连接有二级分离器排气管(15)，所述二级分离器排气管(15)底部外侧安装有二级分离器(16)，所述二级分离器(16)外侧和所述一级分离器(14)上方均设置有第二厌氧区腔体(17)，所述第二厌氧区腔体(17)上方一侧安装有外循环出水口(18)，所述一级分离器(14)下方设置有第一厌氧区腔体(22)，所述第一厌氧区腔体(22)一侧连接有外循环回水管(23)，所述第一厌氧区腔体(22)和所述第二厌氧区腔体(17)外侧均设置有水浴腔体(19)，所述水浴腔体(19)顶部一侧上方连接有水浴出水口(20)，所述水浴腔体(19)一侧下方连接有水浴进水口(21)，所述主反应器(8)底部安装有混合区腔体(24)，所述混合区腔体(24)内底部安装有布水器(25)，所述布水器(25)底部连接有布水器进水口(26)，所述混合区腔体(24)一侧连接有料液进出口(27)。

2.根据权利要求1所述的一种IC厌氧反应器实验装置，其特征在于：所述循环泵(3)为三路输出，所述出水箱(4)与所述循环泵(3)管道连接，所述循环泵(3)与所述布水器进水口(26)管道连接，且所述布水器进水口(26)与所述布水器(25)管箍连接。

3.根据权利要求1所述的一种IC厌氧反应器实验装置，其特征在于：所述循环泵(3)与所述料液进出口(27)管道连接，所述料液进出口(27)与所述混合区腔体(24)管箍连接。

4.根据权利要求1所述的一种IC厌氧反应器实验装置，其特征在于：所述循环泵(3)与所述循环水桶(5)管道连接，且所述循环水桶(5)内自带有加热装置，所述循环泵(3)与所述水浴进水口(21)管道连接，所述水浴进水口(21)与所述水浴腔体(19)管箍连接，所述水浴出水口(20)与所述水浴腔体(19)管箍连接。

5.根据权利要求1所述的一种IC厌氧反应器实验装置，其特征在于：所述第一厌氧区腔体(22)成型于所述主反应器(8)上，所述第二厌氧区腔体(17)成型于所述主反应器(8)上，且所述第一厌氧区腔体(22)和所述第二厌氧区腔体(17)相互连通，且所述主反应器(8)外壳材质为透明亚克力材质。

6.根据权利要求1所述的一种IC厌氧反应器实验装置，其特征在于：所述一级分离器排气管(13)贯穿所述主反应器(8)与所述气液分离相连，所述二级分离器排气管(15)与所述一级分离器排气管(13)螺栓连接，且所述一级分离器(14)与所述一级分离器排气管(13)螺栓连接，所述二级分离器(16)与所述二级分离器排气管(15)螺栓连接。

7.根据权利要求1所述的一种IC厌氧反应器实验装置，其特征在于：所述顶盖法兰(10)与所述气液分离器(9)螺栓连接，所述出气口(11)成型于所述顶盖法兰(10)上，所述出水口(12)与所述气液分离器(9)管箍连接，且所述出水口(12)高度低于所述一级分离器排气管(13)高度。

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