[實(shí)用新型]生物氣環(huán)流氣升式內(nèi)循環(huán)變壓厭氧發(fā)酵裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720102551.4
• 申請日: 2007-09-15
• 公開（公告）號: CN201111511Y
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓農(nóng)
• 申請（專利權(quán)）人: 韓農(nóng)
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F11/04
• 代理公司: 山西太原科衛(wèi)專利事務(wù)所
• 代理人: 張彩琴

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于厭氧發(fā)酵的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物氣環(huán)流氣升式內(nèi)循環(huán)變壓厭氧發(fā)酵裝置。

背景技術(shù)

厭氧生物處理技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了一百多年，從1860年法國的Mouras自動凈化器到20世紀(jì)70年代荷蘭發(fā)明的上流式厭氧污泥床工藝和20世紀(jì)80年代荷蘭發(fā)明的IC內(nèi)循環(huán)厭氧發(fā)酵工藝，其技術(shù)及工藝的進(jìn)展比較緩慢。主要原因有：(1)厭氧生物處理是一種多菌群、多層次的厭氧發(fā)酵過程，種群多，關(guān)系復(fù)雜，以現(xiàn)有技術(shù)手段上難以完全清楚其發(fā)酵過程；(2)由于其發(fā)酵過程難以定量表達(dá)，致使相應(yīng)的工藝技術(shù)均以試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，通用性和廣泛的適應(yīng)性受到局限；(3)直至20世紀(jì)70年代石油危機(jī)爆發(fā)之后，厭氧生物處理技術(shù)作為一種再生能源技術(shù)才受到重視，很多技術(shù)工藝的進(jìn)展也是近些年才出現(xiàn)的。

厭氧發(fā)酵的基本原理是在厭氧條件下，由多種微生物共同作用，使有機(jī)物分解產(chǎn)生CH4(甲烷)和CO2(二氧化碳)的過程。傳統(tǒng)的厭氧發(fā)酵技術(shù)均在常壓下進(jìn)行(一般發(fā)酵壓力不超過8000帕)，其主要工藝有厭氧接觸工藝、厭氧生物膜工藝和厭氧活性污泥床工藝等。目前比較先進(jìn)且成熟的工藝當(dāng)屬UASB(上流式厭氧污泥床工藝)，它通過促進(jìn)厭氧顆粒污泥的形成和沉降，取得高濃度和高活性的厭氧污泥，通過穩(wěn)定的生物相的形成和代謝條件的優(yōu)化，取得較大的反應(yīng)處理能力。但是UASB也有明顯的不足，(1)只能處理低懸浮物的污水；(2)處理負(fù)荷一般不超過15KgCOD/(M3·天)；(3)啟動時間長，一般在3-6個月以上才能正常運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中厭氧生物處理負(fù)荷較小、啟動時間長等問題，提供了一種生物氣環(huán)流氣升式內(nèi)循環(huán)變壓厭氧發(fā)酵裝置。

本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種生物氣環(huán)流氣升式內(nèi)循環(huán)變壓厭氧發(fā)酵裝置，包括發(fā)酵罐，發(fā)酵罐底部設(shè)置進(jìn)料液管、排渣管，其特征在于發(fā)酵罐頂部設(shè)置定壓泄壓閥，發(fā)酵罐內(nèi)自上而下設(shè)置內(nèi)循環(huán)導(dǎo)流管、反射錐、曝氣管，內(nèi)循環(huán)導(dǎo)流管與發(fā)酵罐罐壁之間設(shè)置填料，曝氣管經(jīng)外儲氣罐與發(fā)酵罐頂部連通。

外儲氣罐與曝氣管連接的管路上、外儲氣罐與發(fā)酵罐頂部連接的管路上分別設(shè)置單向閥。

內(nèi)循環(huán)導(dǎo)流管上部為倒臺體形，下部為筒形。

本實(shí)用新型通過周期性變換發(fā)酵罐內(nèi)的生物壓力，促進(jìn)厭氧分解及發(fā)酵菌群劇烈活動，刺激甲烷菌活性，代謝加快，增強(qiáng)產(chǎn)氣能力，解決厭氧污泥活性不高的問題，并且由于壓力狀態(tài)下罐內(nèi)液體能溶解更多的二氧化碳，形成高濃度的碳酸氫鹽，構(gòu)成了高于常壓下數(shù)倍的中和緩沖體系，解決了常壓厭氧發(fā)酵時負(fù)荷過高導(dǎo)致的酸化危險(xiǎn)；通過生物氣環(huán)流氣升式內(nèi)循環(huán)裝置，強(qiáng)化污泥與料液的傳質(zhì)接觸，提高菌群對有機(jī)物的利用效率；利用外儲氣罐的生物壓力氣體回流發(fā)酵罐，強(qiáng)化了發(fā)酵罐內(nèi)料液的循環(huán)效果，外儲氣罐同時作為厭氧發(fā)酵的前處理-酸化罐，則酸化罐本身所產(chǎn)生的H2和CO2進(jìn)入發(fā)酵罐又成為利用H2和CO2合成甲烷的甲烷菌的原料，增加產(chǎn)氣量；由于CO2在壓力下的溶解增加和甲烷的難溶與水的特點(diǎn)使本技術(shù)裝置產(chǎn)出的氣體中甲烷含量較高(一般在70％-85％之間)。

本實(shí)用新型相對現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：

1、通過變壓刺激、氣升循環(huán)和生物氣回流，強(qiáng)化傳質(zhì)效果，提高厭氧消化效率。

2、提高厭氧消化能力，避免傳統(tǒng)厭氧發(fā)酵易于酸化的危險(xiǎn)。

3、效率和能力的提高直接導(dǎo)致發(fā)酵罐容積的縮小，大大降低設(shè)備投資。

4、可處理較高懸浮物的廢水，適應(yīng)能力更強(qiáng)。

5、產(chǎn)出的甲烷氣體含量比傳統(tǒng)的常壓厭氧發(fā)酵提高30％以上。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖

圖中：1-發(fā)酵罐，2-定壓泄壓閥，3-安全閥，4-排氣單向閥，5-外儲氣罐，6-內(nèi)循環(huán)導(dǎo)流管，7-填料，8-反射錐，9-曝氣管，10-進(jìn)料液管，11-排渣管，12-進(jìn)氣單向閥

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明，實(shí)施例是用來說明本實(shí)用新型的，而不是對其作任何限制。

生物氣環(huán)流氣升式內(nèi)循環(huán)變壓厭氧發(fā)酵裝置，包括發(fā)酵罐1，發(fā)酵罐1底部設(shè)置進(jìn)料液管10、排渣管11，其特征在于發(fā)酵罐1頂部設(shè)置定壓泄壓閥2，發(fā)酵罐1內(nèi)自上而下設(shè)置內(nèi)循環(huán)導(dǎo)流管6、反射錐8、曝氣管9，內(nèi)循環(huán)導(dǎo)流管6與發(fā)酵罐1罐壁之間設(shè)置填料7，曝氣管9經(jīng)外儲氣罐5與發(fā)酵罐1頂部連通。

外儲氣罐5與曝氣管9連接的管路上設(shè)置進(jìn)氣單向閥12，外儲氣罐5與發(fā)酵罐1頂部連接的管路上設(shè)置排氣單向閥4。

內(nèi)循環(huán)導(dǎo)流管6上部為倒臺體形，下部為筒形。