CN101186874B - 全自动家庭生物有机垃圾厌氧发酵罐 - Google Patents

全自动家庭生物有机垃圾厌氧发酵罐 Download PDF

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Abstract

全自动家庭生物有机垃圾厌氧发酵罐，包括发酵罐主体(6)和控制柜(14)，两者通过电缆连接；发酵罐主体(6)包括搅拌电机(1)，压力仪表(2)，给料口(3)，热电偶(4)，PH电极(5)，支架(7)，甲烷气体在线分析仪(8)，进水管道(9)，观察口(10)，搅拌装置(11)，出水管道(12)，氮气入口(13)，球阀(15)。本产品对当前技术进行了改进，实现了有机垃圾厌氧消化过程中反应时间、温度、pH值，甲烷气体浓度、搅拌时间与搅拌速率等参数的监测与调控，整个固体消化反应根据设定条件实现完全自动化。

Description

全自动家庭生物有机垃圾厌氧发酵罐
技术领域：本发明涉及一种发酵罐，尤其是一套全自动家庭生物有机垃圾厌氧消化产沼的新产品，属于能源与环境领域。
背景技术：我国每年城市生活垃圾产量巨大，如果将其用于厌氧发酵，那将是一笔巨大的能源财富，未来要实现家庭生物有机垃圾资源化与能源化利用，厌氧消化制造甲烷技术应加大研究力度，对解决当前的能源危机，具有重大的现实意义。而家庭生物有机垃圾厌氧消化技术在我国处于起步阶段，当前厌氧消化设备对人为操作具有很大的依赖性，虽然部分设备具备半自动性，但仍然无法实现全自动性控制。
发明内容：针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种全自动家庭生物有机垃圾厌氧消化产沼的发酵罐。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：全自动家庭生物有机垃圾厌氧发酵罐，包括发酵罐主体(6)和控制柜(14)，两者通过电缆连接；发酵罐主体(6)包括搅拌电机(1)，压力仪表(2)，给料口(3)，热电偶(4)，PH电极(5)，支架(7)，甲烷气体在线分析仪(8)，进水管道(9)，观察口(10)，搅拌装置(11)，出水管道(12)，氮气入口(13)，球阀(15)。搅拌电机(1)、压力仪表(2)、给料口(3)位于发酵罐主体(6)的上端，支架(7)位于发酵罐主体(6)的下端。热电偶(4)、PH电极(5)、进水管道(9)、搅拌装置(11)、出水管道(12)处于发酵罐主体(6)内。搅拌电机(1)与搅拌装置(11)相连。甲烷气体在线分析仪(8)与压力仪表(2)相连。观察口(10)、氮气入口(13)、球阀(15)位于发酵罐主体(6)的外表面。
本发明具有如下特点：
1、全自动家庭生物有机垃圾厌氧发酵罐实现在固体有机物厌氧消化过程中，反应时间、温度、pH值，甲烷气体浓度、搅拌时间与搅拌速率等参数的监测与调控，整个固体消化反应根据设定条件实现完全自动化。
2、全自动家庭生物有机垃圾厌氧发酵罐配有自动补料***，通过对蠕动泵的预先标定，可以自动计算加料量值。反应过程预先设定的pH值，通过加碱或加酸，实现pH值的自动调控。确保消化实验的顺利进行。
3、全自动家庭生物有机垃圾厌氧发酵罐配有量程为0％~100％甲烷气体浓度在线分析仪，可以对固体消化反应过程中甲烷气体浓度实现即时监测，并把数据存储至计算机中。
4、全自动家庭生物有机来厌氧发酵罐可以实现消化反应过程中反应温度、pH值、搅拌时间、搅拌速率及补料量等参数的在线监测，并根据设定条件对参数变更进行及时恢复，确保反应顺利进行。
有益效果
在我国，随着生活水平的提高和人口数目的增加，家庭生物有机垃圾的产量也在增加，为实现固体废物资源化、能源化利用的方针，传统上将生物垃圾直接填埋的处理工艺由于其占地面积广，产生渗滤液污染地下水和沼气的温室效应等问题应加以改进，家庭生物有机垃圾厌氧消化技术应被大力推广，对解决当前的能源危机，具有重大的现实意义。
附图说明：
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式：
如图1所示：全自动家庭生物有机垃圾厌氧发酵罐，包括发酵罐主体6和控制柜14，两者通过电缆连接；发酵罐主体6包括搅拌电机1，压力仪表2，给料口3，热电偶4，PH电极5，支架7，甲烷气体在线分析仪8，进水管道9，观察口10，搅拌装置11，出水管道12，氮气入口13，球阀15。搅拌电机1、压力仪表2、给料口3位于发酵罐主体6的上端，支架7位于发酵罐主体6的下端。热电偶4、PH电极5、进水管道9、搅拌装置11、出水管道12处于发酵罐主体6内。搅拌电机1与搅拌装置11相连。甲烷气体在线分析仪8与压力仪表2相连。观察口10、氮气入口13、球阀15位于发酵罐主体6的外表面。
各部件功能：
1、搅拌电机：连接搅拌装置，搅拌动力来源，。
2、压力仪表：显示发酵罐内压力，过大的压力可以通过安全阀排放出去。
3、给、出料口：反应物料的进、出入口，配有氮气吹脱装置，防止氧气混入消化罐体。
4、球阀：反应物料的进、出入口阀门，控制物料的进出。
5、排气管：消化罐内反应产生甲烷气体的排放口。
6、发酵罐主体：由双层不锈钢构成，内部容积30L。
7、热电偶：消化罐体温度的监测装置。
8、pH电极：消化罐体pH的监测装置。
9、进、出水口：发酵罐主体中双层不锈钢结构进出水口，用以调节反应罐的问题。
10、观察口：配有灯光***，可以对发酵罐内部进行观察。
11、搅拌装置：两侧配短棒搅拌器，下部配有螺旋状搅拌器
12、出料口：消化残渣的排放口
13、支架：整个发酵装置的支撑装置
14、控制柜：配备电脑，控制软件，对整个反应参数：反应起始时间、反应持续时间、温度、pH值、加酸加碱量，搅拌时间、搅拌速率，甲烷气体浓度等进行***监测及纪录，绘制成图表；同时对反应温度、pH值、加酸加碱量，搅拌时间、搅拌速率，甲烷气体浓度等参数实现自动化控制，一经设定，直到反应结束，不需认为操作。
工作流程：
1、关闭所有阀门，在发酵罐主体内注入反应液(按试验要求注入)，打开进料***，填满进料***。
2、对进料***在中的物料进行N2吹脱，排出氧气后打开球阀，让物料进入发酵罐主体。
3、设定控制柜，打开控制软件，输入反应基本信息，设定实验参数：反映时间、温度、pH值，甲烷气体浓度、搅拌时间与搅拌速率，运行。
4、反应期间可以通过排料***取出实验物料(每次1L)：打开底部球阀，让反应液进入出料体统，关闭球阀，打开底部螺栓，排放反应液
实验结束后，调取数据，关闭软件，清理消化罐。

Claims (2)

1.全自动家庭生物有机垃圾厌氧发酵罐，包括发酵罐主体(6)；发酵罐主体(6)包括搅拌电机(1)，压力仪表(2)，给料口(3)，热电偶(4)，pH电极(5)，支架(7)，进水管道(9)，观察口(10)，搅拌装置(11)，出水管道(12)，氮气入口(13)，球阀(15)；搅拌电机(1)、压力仪表(2)、给料口(3)位于发酵罐主体(6)的上端，支架(7)位于发酵罐主体(6)的下端；热电偶(4)、pH电极(5)、进水管道(9)、搅拌装置(11)、出水管道(12)处于发酵罐主体(6)内；搅拌电机(1)与搅拌装置(11)相连；观察口(10)、氮气入口(13)、球阀(15)位于发酵罐主体(6)的外表面，其特征在于，还包括控制柜(14)，其通过电缆与发酵罐主体(6)连接。
2.如权利要求1所述的全自动家庭生物有机垃圾厌氧发酵罐，其特征在于，还包括甲烷气体在线分析仪(8)，其与压力仪表(2)相连。 
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