CN105907631A - 渠道组合多功能厌氧反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种渠道组合多功能厌氧反应器，包括位于地表的好氧反应池，位于地下的厌氧反应池，其特征在于：所述好氧反应池的上方罩盖有太阳能保温棚，所述厌氧反应池的上方设有储气室，所述储气室固定在厌氧反应池内壁上，所述储气室是一个开口向下的容器，所述储气室的上端和侧壁密封，所述储气室的上方设有好氧反应池，所述储气室上连通有多个沼气管道。本发明建造简单，使用管理方便，能提高经济效率，保护生态环境，促进能源发展。

Description

渠道组合多功能厌氧反应器

技术领域

本发明涉及一种厌氧生物反应器，具体是一种渠道组合多功能厌氧反应器。

背景技术

针对多年制约沼气事业发展的诸多问题，如：小型沼气池故障率高的问题、大中型沼气池建设管理困难的问题、无法建造大容量厌氧设备的问题特发明本《渠道组合厌氧反应器》技术；本发明可有效解决厌氧生物技术应用的瓶颈问题、保证沼气池建设和使用的成功率、延长沼气池寿命，减少故障率、提高沼气生产储存安全、解决不能建造特大型沼气池问题、给城镇生活垃圾掩埋和农作物秸秆焚烧带来解决方案、可降低污水处理费用、能有效的促进环境保护和能源建设。

发明内容

本发明目的是提供了一种建造简单，使用管理方便，能提高经济效率，保护生态环境，促进能源发展的渠道组合多功能厌氧反应器。

本发明解决技术问题提供如下方案：

一种渠道组合多功能厌氧反应器，包括位于地表的好氧反应池，位于地下的厌氧反应池，其特征在于：所述好氧反应池的上方罩盖有太阳能保温棚，所述厌氧反应池的上方设有储气室，所述储气室固定在厌氧反应池内壁上，所述储气室是一个开口向下的容器，所述储气室的上端和侧壁密封，所述储气室的上方设有好氧反应池，所述储气室上连通有多个沼气管道，所述厌氧反应池的一端设有沼渣池，所述沼渣池内安装有排渣泵，所述排渣泵将沼渣池内的沼渣向上输送到位于地表的沉淀过滤池内，所述沉淀过滤池通过管道连通好氧反应池，所述好氧反应池另一端连接进料预加热池，所述该厌氧反应器采用渠道S盘旋设计建造，增加了厌氧反应器长度，以延长水力滞留期。

所述厌氧反应池池的内墙侧壁上的支柱和过梁上设置工作通道。

所述厌氧反应器前设置有预处理池、加热沉淀池，两池末端设置滤水篦子和捞污器，加热池内安装加热盘管，以提高即将发酵原料的温度，预加热池出料口端设有提升式闸门。

所述工作通道上固定安装有搅拌器，下部***固定支座的预留孔里，为了能使螺旋桨工作范围扩大，可选用有一定活动半径的搅拌设备。

所述工作通道的下表面设有倒型气液分离伞。

所述厌氧反应池前端连接有垃圾分拣区和秸秆粉碎区，所述垃圾分拣区和秸秆粉碎区分别连通预处理池。

本发明的厌氧区在厌氧池的下部，此区是厌氧设备的主要部位，厌氧器的大部分功能都是在这一区域完成，如：供料、细菌繁殖、沼气产生、沼渣运行等，厌氧区内设搅拌装置、加温装置、污泥运行刮板和绞龙、感温装置和检测感应器等。储气区位于厌氧设备中上部，作用是用来收集沼气和储存沼气，储气室要有一定的高度，以符合储存沼气并能利用沼液对沼气加压。水压区在厌氧池的最上端，是储存沼液的地方，其主要作用是对它下面的沼气进行加压，根据设置在出料端和进料端的单向拍门，达到加压和循环的作用，用该方案建造大型沼气池或污水处理厂使用的厌氧设备时，保证水力滞留期的情况下，利用上部水压池加催化剂，或种植水生植物，可以实现沼液好氧处理，污水达标排放，实现节约经济减少污染的目的，（试验表明经厌氧处理去除化学含氧量COD后的污水，更适合好氧处理）。

，在厌氧反应器前设置有预处理池、加热沉淀池，两池末端设置滤水篦子和捞污器，加热池内安装加热盘管，以提高即将发酵原料的温度，进料口端设有提升式闸门，用以阻断和控制预处理池和加热池中原料污水进入厌氧反应器的量。该厌氧反应器采用渠道S盘旋设计建造，增加了厌氧反应器长度，以延长水力滞留期，节约建造成本和占地面积。在各道反应器池壁内的中上部，分段组合安装收集式储气室，储气室上面为水压池，储气室高度要求同一种规格，同一种水平位置牢牢地固定在池壁和过梁上，以免沼气储存量大时储气室上浮；储气室顶部的输气管把所有的储气室连接一起输出沼气至下一级，每个储气室输出管道都单独安装沼气阀门，用于关闭该储气室与主管道的连接，利于检修拆卸，在每个储气室输气管到阀门之间需要安装一个负压阀，以免储气室在抽渣过量时产生负压毁坏储气室。在厌氧反应器里分部设计多功能工作孔，工作孔的功能是：方便安装维修螺旋桨式搅拌设备、加热设备、感应器和抽取化验检测样本；多功能工作孔设计要求：一、要有坚实的牢固性，抗扰动能力强、密封效果好，二、易于安装检修设计的各种设备，上部高度要求高出水压池水面，最好与厌氧池池壁顶端齐平，与工作通道相连，下部低于沼气最大储存面，最好与储气室底部齐平，三、工作孔下面要设置倒型气液分离伞以免产生的沼气从孔内流失。拍门：拍门的使用至少有2个，一个安装在出水口储气室上面的隔水墙上，流向朝着进料口方向，另一个安装在进料口挡水墙上，流向也是朝着进料口方向，已形成沼液回流目的，水压池的水流方向与厌氧原料的水流方向相反。水位标尺：水位标尺是用来观察检测厌氧反应器池内水位的高低，为生产、计算、管理沼气池的依据。抽渣管：抽渣管用来抽取反应器内沉渣，作出料使用，是更换发酵原料的必要设备，他的底端一般为厌氧反应器的最末端和最低点，它与出水口共同实现对厌氧反应器的水位控制。出水口：出水口设在出料间上部，其管口不能低于厌氧反应器正常生产水位，如低于最高水位要设置闸阀和抽水泵。池墙墙壁和梁：该厌氧反应器采用钢筋混凝土结构建造，墙壁厚度和选用材料要根据厌氧池高度几何尺寸设计。

螺旋桨搅拌器的转动电机通过传动轴和涡轮带到螺旋桨叶轮工作，搅拌器上部固定在多功能孔工作上，下部***固定支座的预留孔里，为了能使螺旋桨工作范围扩大，可选用有一定活动半径的搅拌设备。加热盘管、检测感应装置等都通过多功能工作孔安装在厌氧反应器里，多功能工作孔下面设置可收起式倒型气液分离伞，加热盘管是用来给厌氧反应器加温；检测感应装置：可根据要求设置温度、压力、PH、TS、VSS等多项检测和感应器。收集式储气室：作为建造厌氧反应器主要的产品收集，储气室是用来收集、储存能源的器件，因为该类型厌氧反应器集沼气储存、加压于一体，对储气室有特殊的要求，它是需要固定在水中的一个口向下的容器，用来收集发酵液中的沼气，把沼气储存在容器里，在日产量超不出储气室容量没有剩余的情况下，也可以不使用储气罐，所以储气室要有一定的强度，要能承受住气体上浮和水力下压的双层力。水压：在储气室池的上部设有水压池（好氧池），水压池里的水通过设置在出料口和进料口上的拍门，在沼气增加时，水压池水位上升，沼气减少时水位下降，以实现沼气加压和循环的效果，水压池的设计高度一般最好是露出地面，这样当需要排出多余沼液时，可以自由排放到下一级处理，以节约能源。沼气管道：用来把所有储气室收集的沼气连通到一起供使用，在管道上分别安装有阀门。加热管道：加热管道是用来把锅炉、发动机余热或太阳能等的热量传递到厌氧反应器里的加热盘管上，给反应器加热。太阳能保温棚：太阳能保温棚是用来给反应器加温、保温和防风雨用的，其要有支柱、骨架和篷布，对于大型沼气池支柱可以安装在反应器墙壁上专门设计的墙柱上，支柱可采用钢筋混凝土支柱，金属支柱等；骨架可采用金属骨架，复合材料骨架；篷布可用聚乙烯塑料薄膜、玻璃钢瓦、玻璃幕或其它保温材料。

闸门位于预加热池和厌氧池之间，用以控制原料进入厌氧池，闸板采用升降的方式。过料口设置在反应器底部，可以是长方形、方形或圆形，尺寸最好大于1平方米以上，避免堵塞和利于循环，过料口设置在底部的原因是更好地让原料与底层污泥厌氧菌接触，循环搅拌时能更好的让底层物料流动，防止形成沉渣和死区，必要时可多设置几道过料口。在反应器里下部为厌氧区，中上部为收集式储气室，储气室上是水压池。螺旋桨式搅拌设备、加热设备、检测设备、倒伞状气液分离器与多功能工作孔配套设计分别安装在过梁上，过梁横向与池墙相连接，过梁作用是固定、支撑和安装储气室、工作通道、多功能工作孔及其设备。工作通道：工作通道是用来工作人员生产、检测、安装维修的通道，在渠道式厌氧反应器中，工作通道一般都是横向设计，与过梁同向，其材料可以是钢构、钢筋混凝土结构、木制品复合材料等，支撑以靠在反应器池墙中设置的支柱和过梁上。抽渣出料：在反应器最末端设置单独出渣间，抽渣间底部建造时要设置最低留有槽子，抽渣管的口安装到槽低部。抽渣泵：选用大功率涡轮式抽渣泵，抽出的沼渣经沉淀加工，沼渣可作工肥料，沼液过滤后仍可以回到反应器水压区，以尽量减少排放。对于需要污水好氧处理的工厂废水经厌氧处理后，可利用水压池回流，添加好氧添加剂或种植水生植物好氧后从另一端排出。拍门：拍门是安装在出料口和进料口上方挡水墙上的单向水流控制器，其安装高度在水压池底部，流量要保证大于时间最大产沼气量和时间最大用气量。在整个厌氧反应器区域里的上方可设置建造大型保温棚，以保温、防雨和美化厂区环境。

为了处理木质素类粗纤维原料秸秆和生活垃圾类原料，在厌氧池前设置多个预处理池，，以使厌氧原料能更好的被消化分解，这些粗纤维原料经过水解、酸化、腐蚀后变成容易消化的化合分解物后，经厌氧器回流区抽出的沼液充分会和，经过过滤篦子、闸门、捞污器、加热后再经过分料区闸门进入分料区。该厌氧反应器是有1—5组并列的渠道组合式厌氧反应器组成，可单独对每道厌氧反应器进行供料，每道厌氧反应器单独完成对分批次进料的发酵原料进行厌氧消化，每道反应器前都设置有闸门，用以控制该道反应器的原料供给和循环。经过发酵厌氧处理一段时间的原料在给该道反应器进料的同时流进混合厌氧区和回流区，回流区的沼液被抽液泵抽出反冲预发酵池里的原料，以达到进料、混合、循环的目的。这里要注意的是各个闸门开启和关闭要根据事先设定好的程序进行，避免毁坏设备影响生产。直流区：直流区是一组单向不循环渠道组合厌氧反应器，器主要目的是继续延长水力滞留期，延长厌氧发酵时间提高产能比，避免原料短路直接被出渣***抽出，在直流区经过连续厌氧发酵的沼渣、沼液最后才被排出厌氧池。该厌氧***的搅拌、加温、储气室集供气、水压、保温等和前面介绍基本相同，若需要污水好氧功能只需要根据设计改变水压池水流方向，拍门位置即可，这里不再一一介绍。垃圾分检、秸秆粉碎不再在本发明范围之内，这里不再叙述。电力***、驱动***、输配***、控制***、检测***是本渠道组合厌氧反应器必备设施。电力作为驱动、控制、检测、照明不可缺少的能源，这里主要有两种途径，一、接市场电网，二、沼气自行发电，多余电力可上网销售。驱动***：主要包括开关闸门电机、抽渣沼液循环泵电机、搅拌电机驱动以及与之有关的秸秆粉碎、垃圾分检、物料投放输配等电器设备。控制***：控制***主要是根据厌氧反应器生产情况，需要对各驱动电器、池内温度、沼气输配和检测数据，通过各感应器和事先制定的程序进行自动化管理，以提高生产效率，减少人力资源。检测***：在这里检测***是厌氧生物技术特定的专用方法和设备，是给厌氧生物细菌提供生长条件收集数据的专用方法和设备，包括物理试验法、化学实验法和依靠电子技术开发的自动检测控制设备，目前许多的检测检验设备尚在开发之中，这里简单列举几项需要开发的专用设备，比如：PH值检测、化学需氧量COD检测、固体悬浮物TS监测、挥发性悬浮固体VSS监测、厌氧产乙酸菌、厌氧产甲烷菌的活性监测、挥发酸、乙酸、硫酸盐等进行监测的设备，沼气甲烷、二氧化碳质量检测等。开发出这些设备，编写出控制程序，结合温度感应器、限位开关和各个驱动开关是建设完美渠道组合厌氧反应器的关键。输配***：输配***是产品安全利用于市场的***，其设备包括：管道、脱硫塔、脱水器、阻火器、沼气净化器，还有供用户使用的燃气具、沼气灯、沼气锅炉、发电机同属于输配***，因有关设备目前应用比较成熟这里不再说明。

附图说明

图1为本发明的结构剖面示意图。

图2为本发明的结构俯视示意图。

图3为本发明与生活垃圾利用渠道组合利用的结构示意图。

图4为本发明的结构侧面剖面示意图。

图5为本发明各区域分部断面示意图。

图4中的h是厌氧反应器总建筑高度；a是垫层基础；b是厌氧池底板；c是厌氧发酵区；e储气区；f是水压区。

具体实施方式

参见附图，一种渠道组合多功能厌氧反应器，包括位于地表的好氧反应池1，位于地下的厌氧反应池3，所述好氧反应池1的上方罩盖有太阳能保温棚2，所述厌氧反应池3的上方设有储气室4，所述储气室4固定在厌氧反应池3内壁上，所述储气室4是一个开口向下的容器，所述储气室4的上端和侧壁密封，所述储气室4的上方设有好氧反应池1，所述储气室4上连通有多个沼气管道5，所述厌氧反应池3的一端设有沼渣池6，所述沼渣池6内安装有排渣泵7，所述排渣泵7将沼渣池内的沼渣向上输送到位于地表的沉淀过滤池8内，所述沉淀过滤池8通过管道9连通好氧反应池1，所述好氧反应池1另一端连接进料预加热池10，所述该厌氧反应器3采用S渠道19盘旋设计建造，增加了厌氧反应器长度，以延长水力滞留期。

所述厌氧反应池3的内墙侧壁上的支柱和过梁上设置工作通道11，该厌氧反应器主要采用推流的工作方式。

所述厌氧反应器3前设置有预处理池12、加热沉淀池10，两池末端设置滤水篦子14和捞污器15，加热池10内安装加热盘管16，以提高即将发酵原料的温度，预加热池出料口端设有提升式闸门17。

所述工作通道11上固定安装有搅拌器18，下部***固定支座的预留孔里，为了能使螺旋桨工作范围扩大，可选用有一定活动半径的搅拌设备。

所述工作通道11的下表面设有倒型气液分离伞13。

所述厌氧反应池前端连接有垃圾分拣区20和秸秆粉碎区21，所述垃圾分拣区和秸秆粉碎区分别连通预处理池。

Claims (6)

1.一种渠道组合多功能厌氧反应器，包括位于地表的好氧反应池，位于地下的厌氧反应池，其特征在于：所述好氧反应池的上方罩盖有太阳能保温棚，所述厌氧反应池的上方设有储气室，所述储气室固定在厌氧反应池内壁上，所述储气室是一个开口向下的容器，所述储气室的上端和侧壁密封，所述储气室的上方设有好氧反应池，所述储气室上连通有多个沼气管道，所述厌氧反应池的一端设有沼渣池，所述沼渣池内安装有排渣泵，所述排渣泵将沼渣池内的沼渣向上输送到位于地表的沉淀过滤池内，所述沉淀过滤池通过管道连通好氧反应池，所述好氧反应池另一端连接进料预加热池，所述该厌氧反应器采用S形渠道盘旋设计建造，增加了厌氧反应器长度，以延长水力滞留期。

2.根据权利要求1所述渠道组合多功能厌氧反应器，其特征在于：所述厌氧反应池池的内墙侧壁上的支柱和过梁上设置工作通道，该厌氧反应器可采用推流的工作方式。

3.根据权利要求1所述渠道组合多功能厌氧反应器，其特征在于：所述厌氧反应器前设置有预处理池、加热沉淀池，两池末端设置滤水篦子和捞污器，加热池内安装加热盘管，以提高即将发酵原料的温度，预加热池出料口端设有提升式闸门。

4.根据权利要求2所述渠道组合多功能厌氧反应器，其特征在于：所述工作通道上固定安装有搅拌器，下部***固定支座的预留孔里，为了能使螺旋桨工作范围扩大，可选用有一定活动半径的搅拌设备。

5.根据权利要求2所述渠道组合多功能厌氧反应器，其特征在于：所述工作通道的下表面设有倒型气液分离伞。

6.根据权利要求1所述渠道组合多功能厌氧反应器，其特征在于：所述厌氧反应池前端连接有垃圾分拣区和秸秆粉碎区，所述垃圾分拣区和秸秆粉碎区分别连通预处理池。