一种外源氢辅助UASB强化氢营养型甲烷化反应器的制作方法

本技术属于uasb反应器(上流式厌氧污泥床反应器)领域，具体地说是一种外源氢辅助uasb强化氢营养型甲烷化反应器。

背景技术：

1、沼气来源于底物在微生物作用下的厌氧发酵过程，大致可分为水解、酸化和产甲烷三个阶段，具体每个阶段还可以进一步的细化。在实际的微生物代谢过程中，三个阶段并非完全独立的，而是同步进行、相互关联，70％的沼气产生于嗜乙酸产甲烷(aceticlasticmethanogens，ams)的作用，而嗜氢产甲烷菌(hydrogentrophic methanogens，hms)产生的沼气仅占30％。

2、由于传统沼气中甲烷含量和产量偏低，大大限制了其应用范围，加上其中co2含量偏高，如不对其中的甲烷含量进行提高，将会给环境造成严重的影响。目前，关于沼气甲烷含量提高有很多方法，而且已经取得不错的效果。但是传统的沼气甲烷含量提高方法由于成本高，操作复杂，甲烷流失率高等，还有待进一步的完善。近年来，利用生物法对沼气甲烷含量进行提高的方法越来越受到学者们的关注。

3、厌氧消化工艺产生的沼气中甲烷含量普遍偏低，有时甚至不足50％，而用作汽车燃料或输入天然气管网的沼气要求甲烷含量需要在90％以上。因此，沼气需经过提纯工艺达到一定的标准后才能被用作它途。近年来有提出利用外源氢固定系统中内源co2，以此来强化甲烷生成量和其所占比例的设想。其中，外源氢来源必须经济、可靠，例如，可以利用工业生产过程中的尾气氢源、风力发电产氢、铁腐蚀产氢，甚至微生物燃料/电解电池(mfc/mec)产氢等。

技术实现思路

1、为了解决传统厌氧发酵产甲烷过程中甲烷含量低的沼气不纯，厌氧颗粒污泥与进水接触不充分等问题，本实用新型的目的在于提供一种外源氢辅助uasb强化氢营养型甲烷化反应器。

2、本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、本实用新型包括氢气发生器、蠕动泵、曝气装置、沼气收集装置及罐体，其中罐体底部设有曝气装置，所述曝气装置的上方附着有颗粒污泥，所述氢气发生器与罐体底部开设的进气口相连通，所述蠕动泵与罐体底部开设的进水口相连通；所述沼气收集装置包括集气装置及三相分离器，所述三相分离器安装于罐体内的上部，所述集气装置与罐体顶部开设的出气口相连通，所述罐体顶部还开设有出水口；所述罐体上开设有取样口。

4、其中：所述罐体的底部为半球形，所述曝气装置位于半球形的顶部。

5、所述进水口位于半球形的底部。

6、所述罐体的底部还开设有排泥口，所述排泥口位于半球形的底部。

7、所述曝气装置为开设有多个通孔的曝气盘。

8、所述出水口及出气口均位于三相分离器的上方。

9、所述三相分离器下方的罐体为缩径结构。

10、所述取样口为多个，沿所述罐体高度方向设置。

11、本实用新型的优点与积极效果为：

12、本实用新型在罐体内的底部半球形处设置了曝气装置，污水和氢气发生器产生的氢气经曝气装置后，对反应层的颗粒污泥进形冲击，氢气、水、颗粒污泥充分混合，使得污水、氢气、颗粒污泥三者的接触面积和嗜氢产甲烷菌的菌群数量因此得到提高，从而增加形成甲烷的转化效率。

技术特征：

1.一种外源氢辅助uasb强化氢营养型甲烷化反应器，其特征在于：包括氢气发生器(1)、蠕动泵(3)、曝气装置(7)、沼气收集装置及罐体(14)，其中罐体(14)底部设有曝气装置(7)，所述曝气装置(7)的上方附着有颗粒污泥(5)，所述氢气发生器(1)与罐体(14)底部开设的进气口(2)相连通，所述蠕动泵(3)与罐体(14)底部开设的进水口(4)相连通；所述沼气收集装置包括集气装置(13)及三相分离器(15)，所述三相分离器(15)安装于罐体(14)内的上部，所述集气装置(13)与罐体(14)顶部开设的出气口(12)相连通，所述罐体(14)顶部还开设有出水口(11)；所述罐体(14)上开设有取样口。

2.根据权利要求1所述的外源氢辅助uasb强化氢营养型甲烷化反应器，其特征在于：所述罐体(14)的底部为半球形，所述曝气装置(7)位于半球形的顶部。

3.根据权利要求2所述的外源氢辅助uasb强化氢营养型甲烷化反应器，其特征在于：所述进水口(4)位于半球形的底部。

4.根据权利要求2所述的外源氢辅助uasb强化氢营养型甲烷化反应器，其特征在于：所述罐体(14)的底部还开设有排泥口(6)，所述排泥口(6)位于半球形的底部。

5.根据权利要求1所述的外源氢辅助uasb强化氢营养型甲烷化反应器，其特征在于：所述曝气装置(7)为开设有多个通孔(16)的曝气盘。

6.根据权利要求1所述的外源氢辅助uasb强化氢营养型甲烷化反应器，其特征在于：所述出水口(11)及出气口(12)均位于三相分离器(15)的上方。

7.根据权利要求1所述的外源氢辅助uasb强化氢营养型甲烷化反应器，其特征在于：所述三相分离器(15)下方的罐体(14)为缩径结构。

8.根据权利要求1所述的外源氢辅助uasb强化氢营养型甲烷化反应器，其特征在于：所述取样口为多个，沿所述罐体(14)高度方向设置。

技术总结
本技术属于UASB反应器领域，具体地说是一种外源氢辅助UASB强化氢营养型甲烷化反应器，罐体底部设有曝气装置，曝气装置的上方附着有颗粒污泥，氢气发生器与罐体底部开设的进气口相连通，蠕动泵与罐体底部开设的进水口相连通；沼气收集装置包括集气装置及三相分离器，三相分离器安装于罐体内的上部，集气装置与罐体顶部开设的出气口相连通，罐体顶部还开设有出水口；罐体上开设有取样口。本技术的污水和氢气发生器产生的氢气经曝气装置后，对反应层的颗粒污泥进形冲击，氢气、水、颗粒污泥充分混合，使得污水、氢气、颗粒污泥三者的接触面积和嗜氢产甲烷菌的菌群数量因此得到提高，从而增加形成甲烷的转化效率。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：沈阳工大蓝金环保产业技术研究院有限公司
技术研发日：20230608
技术公布日：2024/1/15