一种厌氧反应器的制作方法

文档序号:14175918阅读:234来源:国知局

本实用新型涉及厌氧消化技术领域,尤其涉及一种厌氧反应器。



背景技术:

由于我国餐厨废弃物中具有高有机物含量、高油、高盐分等特性,目前处理餐厨废弃物的技术主要有厌氧消化、好氧处理和饲料化等。

其中,厌氧消化是目前所采用的主流技术。通过对现有已知技术路线的餐厨垃圾处理设施的统计发现,采用厌氧发酵技术的占比超过80%,而厌氧技术中采用连续式全混合厌氧反应器的超过90%。

连续式全混合厌氧反应器(continuous stirred tank reactor),简称CSTR,是一种使发酵原料和微生物处于完全混合的无氧状态下降解高含浓度有机物产生甲烷和二氧化碳为主的厌氧处理技术。该类反应器一般有中心搅拌式厌氧反应器、斜搅拌式厌氧反应器和侧搅拌式厌氧反应器三种机械搅拌结构型式。

其中,中心搅拌式厌氧反应器设备投资成本高,占地面积大;斜搅拌式厌氧反应器搅拌效果一般,且存在物料泄露的风险;侧搅拌式厌氧反应器搅拌效果一般,同时机械密封极易损坏,维护麻烦。这些传统的设备运行能耗大的问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种厌氧反应器,用以解决现有技术中的问题。

为解决上述问题,本实用新型提供了:一种厌氧反应器,包括物料反应罐和罐顶双膜贮气柜,其中,所述物料反应罐与所述罐顶双膜贮气柜一体式结构;

所述罐顶双膜贮气柜位于所述物料反应罐的顶部;

所述物料反应罐的顶部还设置有检修台;

所述物料反应罐的内部设置有潜入式搅拌机;

所述检修台上设置有可以容纳使所述潜入式搅拌机穿过的罐顶检修孔;

所述罐顶检修孔与所述物料反应罐的内部相连通,且所述潜入式搅拌机正对于所述罐顶检修孔。

作为上述技术方案的进一步改进,所述物料反应罐上设置有用于控制所述潜入式搅拌机升降的升降装置。

作为上述技术方案的进一步改进,所述升降装置包括吊装架和升降电机。

作为上述技术方案的进一步改进,所述罐顶检修孔为圆形通孔。

作为上述技术方案的进一步改进,所述潜入式搅拌机设置有多个,且每个所述潜入式搅拌机均对应有一个所述罐顶检修孔。

作为上述技术方案的进一步改进,所述物料反应罐的侧壁上设置有液位监测装置。

作为上述技术方案的进一步改进,所述物料反应罐上设置有进料装置和出料装置。

作为上述技术方案的进一步改进,所述进料装置和所述出料装置均设置于所述物料反应罐的侧壁上。

作为上述技术方案的进一步改进,所述物料反应罐上设置有浮渣排出装置;

所述浮渣排出装置位于所述进料装置和所述出料装置的上方。

作为上述技术方案的进一步改进,所述物料反应罐的内部设置有PH监测装置。

本实用新型的有益效果是:本实用新型提出一种厌氧反应器,厌氧反应器的物料反应罐和罐顶双膜贮气柜采用一体式结构,这样减低设备的生产投资成本,同时也可以减小占地面积。

通过采用潜入式搅拌机以调控搅拌速率,由此可以提高搅拌效果,并且保持搅拌效果的稳定性。

潜入式搅拌机安装于物料反应罐内,这样可以避免高转速或高扭矩负载带来的密封问题,同时,降低设备故障率。

该厌氧反应器运行功率低、耗能低,节约了运行成本。

潜入式搅拌机可以通过罐顶检修孔进出物料反应罐,当其出现故障时,可以将潜入式搅拌机提拉至物料反应罐外进行检修,这使得厌氧反应器的维护和修理更加方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。

图1为本实用新型实施例中一种厌氧反应器的示意图。

主要元件符号说明:

100-物料反应罐;200-罐顶双膜贮气柜;300-检修台;

400-潜入式搅拌机;500-罐顶检修孔;600-升降装置;

700-PH监测装置;800-液位监测装置;900-进料装置;

1000-出料装置;1100-浮渣排出装置。

具体实施方式

在下文中,将更全面地描述本实用新型的各种实施例。本实用新型可具有各种实施例,并且可在其中做出调整和改变。然而,应理解:不存在将本实用新型的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图,而是应将本实用新型理解为涵盖落入本实用新型的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中,可在本实用新型的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在,并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外,如在本实用新型的各种实施例中所使用,术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合,并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本实用新型的各种实施例中,表述“A或/和B”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合,例如,可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本实用新型的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件,不过可不限制相应组成元件。例如,以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如,第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置,尽管二者都是用户装置。例如,在不脱离本实用新型的各种实施例的范围的情况下,第一元件可被称为第二元件,同样地,第二元件也可被称为第一元件。

应注意到:在本实用新型中,除非另有明确的规定和定义,“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也是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,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中,本领域的普通技术人员需要理解的是,文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系,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者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。

在本实用新型的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本实用新型的各种实施例。除非另有限定,否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义,除非在本实用新型的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

参阅图1,在本实施例中,提出一种厌氧反应器,包括物料反应罐100和罐顶双膜贮气柜200。

为降低生产加工的成本,物料反应罐100与罐顶双膜贮气柜200采用一体式结构。由于采用一体式结构,使得两者固定连接在一起,在进行移动或运输时,更加方便。

其中,罐顶双膜贮气柜200位于物料反应罐100的顶部。

在本实施例中,罐顶双膜贮气柜200采用环向部分硬顶和贮气柜一体式结构。

在物料反应罐100的顶部设置有检修台300,同时,在物料反应罐100的内部设置有潜入式搅拌机400。

为方便对物料反应罐100及潜入式搅拌机400进行检修和维护,检修台300上设置有罐顶检修孔500。

罐顶检修孔500与物料反应罐100的内部相连通,且潜入式搅拌机400正对于罐顶检修孔500。

其中,罐顶检修孔500可以容纳是潜入式搅拌机400穿过。

现有的搅拌式厌氧反应器、斜搅拌式厌氧反应器和侧搅拌式厌氧反应器在搅拌机出现问题时,只能从设备的侧壁拆出,而从侧壁拆出的前提是要求清罐处理后才能进行。这极大的影响了维修的效率,并提高了维修成本。

而在本实施例中,由于在物料反应罐100的顶部设置有罐顶检修孔500,所以当潜入式搅拌机400出现故障时,只需将其从罐顶检修孔500中取出,就可以进行检修和维护。这样可以极大的降低维护检修的成本。

在本实施例中,罐顶检修孔500可以设置为圆形通孔。在其他实施例中,罐顶检修孔500还可以根据需要设置为其它形状的通孔。通孔上设置有密封装置,用于防止沼气的泄露。

为保障搅拌的效果及均匀性,潜入式搅拌机400可以根据监测装置所监测到的罐内物料的状态,在物料反应罐100内上下移动,从而使其可以对不同高度的物料进行搅拌,从而保障搅拌的效果及均匀性。

为此,在本实施例中,物料反应罐100上设置有用于控制潜入式搅拌机400升降的升降装置600。

升降装置600可以使用吊装架和升降电机,其中,吊装架位于物料反应罐100的内部。

在其他具体实施例中,还可以采用其他类型的升降装置600,例如直线推杆等。

通过调整潜入式搅拌机400的高度还可以避免搅拌的死角区,从而使得搅拌更加均匀,并达到更好的搅拌效果。

为监测物料反应罐100内的物料的液位,在物料反应罐100的侧壁上可以设置有用于监测液位、温度、PH、挥发酸的监测装置。

其中,可以使用液位监测装置800用于监测液位。

在本实施例中,液位监测装置800可以选择使用液位传感器。

为监测物料搅拌后,物料是否均匀,在物料反应罐100的内部设置有PH监测装置700。通过监测不同位置的PH浓度判断是否搅拌均匀。

在本实施例中,PH监测装置700可以选择使用PH传感器。

为方便进料及出料,在物料反应罐100上设置有进料装置900和出料装置1000。其中,进料装置900和出料装置1000均可以设置于物料反应罐100的侧壁上。

在本实施例中,进料装置900设置于潜入式搅拌机400最有助于扩散的区域内,使得进入的物料可以快速扩散。而出料装置1000则具有防止罐内短流的功能。

通过设置有利于快速扩散的进料装置900和能防止罐内短流的出料装置1000,可以获得微生物最适宜环境下的物料混合状态,并能降低运动功率,节省处理成本。

物料反应罐100一般都设置空心的圆柱体形。根据实际的需要,不同的物料反应罐100的内径会有所不同。同时,在不同的物料对应的浓度也会有所差别。

为适应各类不同的物料属性,同时仍可以保证搅拌的效果和质量。在本实施例中,厌氧反应器可以包括有多个潜入式搅拌机400。

这些潜入式搅拌机400在水面上均匀分布,通过使用升降装置600,使得相邻的潜入式搅拌机400位于不同的高度上。

在厌氧反应器工作前,根据物料的情况,设置各个潜入式搅拌机400对应的区域的预设PH监测值或预设液位监测值,当监测到某个区域的PH值大于预设PH监测值或液位高于预设液位监测值时,该区域对应的潜入式搅拌机400停止工作,其余的潜入式搅拌机400继续运行。

在本实施例中,由于设置有多个潜入式搅拌机400,相应的,且每个潜入式搅拌机400均对应设置有一个罐顶检修孔500。

在实际应用中,可以根据情况设置潜入式搅拌机400的数量,在本实施例中,可以设置有4台潜入式搅拌机400。在其他具体实施例中,还可以设置有6台或8台等。

由于餐厨物料SS含量高的特性,以及搅拌会引起罐内沉渣上浮累积,在本实施例中,物料反应罐100的上方设置有浮渣排出装置1100,通过浮渣排出装置1100将浮渣溢流至罐外。

其中,浮渣排出装置1100位于进料装置900和出料装置1000的上方。

综上所述以及实际检测中的效果,该厌氧反应器主要具备下述的优点;

1、物料反应罐100与罐顶双膜贮气柜200采用一体式结构,使得厌氧反应器的投资成本可以降低约30%,占地面积可以减小约20%;

2、通过潜入式搅拌器的合理配置,处理物料的含固率更加宽泛,可处理的含固率的范围1~12%;

3、根据PH值监测、液位检测及通过监测完成对潜入式搅拌器的控制,使得运行功率不大于100W/m·d,搅拌效果更加稳定;

4、潜入式搅拌机400安装于物料反应罐100的内部,避免了高转速或高扭矩负载带来的密封问题,减小了泄漏事故的发生率,并降低了厌氧反应器的故障率;

5、物料反应罐100的顶部设置有罐顶检修孔500,当潜入式搅拌机400出现故障时,可以将其从罐顶检修孔500中取出,且无需清罐。

经过测试,相较于传统中心搅拌厌氧反应器,该厌氧反应器占地面积减小25%,投资生产成本降低40%;相对传统的斜搅拌厌氧反应器和侧拌厌氧反应器运行功率降低100%~150%。同时,罐内搅拌混合效果良好,VS降解率高,运行稳定。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图,附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中,也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。

上述实施例序号仅仅为了描述,不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施场景,但是,本实用新型并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

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