CN109182096A - 一种高含固有机固废厌氧反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及厌氧生物反应器技术领域，尤其是涉及一种高含固有机固废厌氧反应器。该高含固有机固废厌氧反应器包括容器，容器的下部为半圆柱形，容器的上部为长方体形，容器的上部与容器的下部平滑过渡连接；容器的长度方向的两个端面上均设有用于支撑搅拌器的搅拌器安装支座。该高含固有机固废厌氧反应器，通过下半部呈半圆柱柱形、上半部呈长方形的密封体容器容纳有机固废，通过安装基座轴向水平安装搅拌器并进行搅拌，半圆柱形的下部与搅拌器配合，并且搅拌器轴向水平，有利于将有机固废搅拌充分；长方形的上部提供了容纳沼气的空间，进料含固率高、粒径范围广、耐容杂高，解决了所要解决的技术问题。

Description

一种高含固有机固废厌氧反应器

技术领域

本发明涉及厌氧生物反应器技术领域，尤其是涉及一种高含固有机固废厌氧反应器。

背景技术

卫生填埋、焚烧和堆肥三种方法作为传统的粗放式的焚烧和掩埋的处理方式，虽然能够对垃圾起到清理的作用，但是在处理的过程中会产生大量的废气和污染，对大气和水资源造成威胁，隧道窑式厌氧发酵技术作为新型的环保的处理生活垃圾的方式，逐渐出现在人们的视野中。

易腐垃圾(有机固废)因其易腐发臭、易生物降解等特点,不宜直接填埋和焚烧。道窑干式厌氧反应器适宜处理高含固有机垃圾。厌氧发酵技术是微生物的作用过程，根据所处理城市有机质含固率的不同，厌氧反应可分为“湿式厌氧”和“干式厌氧”。“干式厌氧”主要处理物料为经过分选后的厨余垃圾，含固率一般为≥30％。含固率高达30％的有机物料在隧道窑式厌氧反应器推流过程中需要对罐内的物料进行搅拌，使物料混合均匀的同时，避免重物质的下沉。目前,易腐垃圾(有机固废)的处理以厌氧发酵为主，其中高含固有机固废应采用干式厌氧发酵。其特点在于：不需加水稀释,前处理工艺相对简单,减少了消化残余物量，节约了能耗和运行费用。

高含固有机固废的含固量高并且粒径范围广，现有的反应器难以满足要求，因此亟需适合高含固有机固废的厌氧反应器出现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高含固有机固废厌氧反应器，以解决现有技术中高含固有机固废的含固量高并且粒径范围广、需要相应的反应器的问题。

本发明提供的高含固有机固废厌氧反应器，包括容器，所述容器的下部为半圆柱形，所述容器的上部为长方体形，所述容器的上部与所述容器的下部平滑过渡连接；

所述容器的长度方向的两个端面上均设有用于支撑搅拌器的搅拌器安装支座。

进一步地，所述容器的上部的侧壁上设有进料口，所述容器的下部的端面上设有出料口。

进一步地，所述容器的上部的侧壁上设有回流口，所述容器的顶壁上设置有沼气口。

进一步地，所述进料口、所述出料口和所述回流口的外部分别连接泵送系统，所述进料口、所述出料口和所述回流口处均设有阀门。

进一步地，还包括加热装置，所述加热装置包括设置在所述容器的底壁的加热管和设置在所述容器内部的多个加热棒，所述多个加热棒均与所述加热管连通。

进一步地，所述加热棒在所述容器内倾斜设置。

进一步地，所述容器的外部设有保温层。

进一步地，所述容器的顶部设置压力保护装置，所述压力保护装置用于平衡所述容器内的上部气体压力。

进一步地，还包括基座，所述基座具有凹陷部，所述容器的下部安放于所述凹陷部。

进一步地，所述容器的材料为钢或混凝土。

本发明提供的高含固有机固废厌氧反应器，通过下半部呈半圆柱柱形、上半部呈长方形的密封体容器容纳有机固废，通过安装基座轴向水平安装搅拌器并进行搅拌，半圆柱形的下部与搅拌器配合，并且搅拌器轴向水平，有利于将有机固废搅拌充分；长方形的上部提供了容纳沼气的空间。因此本发明提供的高含固有机固废厌氧反应器适用于高含固有机固废厌氧产沼，进料含固率高、粒径范围广、耐容杂高，解决了所要解决的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为本发明实施例提供的高含固有机固废厌氧反应器的一种视角的结构示意图；

图2为图1所示的高含固有机固废厌氧反应器的A向剖视图。

图3为图1所示的高含固有机固废厌氧反应器的另一种视角的结构示意图；

图4为图1所示的高含固有机固废厌氧反应器的基座的结构示意图。

图中：1-容器；2-搅拌器安装支座；3-进料口；4-加热棒；5-采样口；6-沼气口；7-回流口；8-保温层；9-出料口；10-加热管；11-搅拌器；100-基座。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参见图1、图2和图3，图1为本发明实施例提供的高含固有机固废厌氧反应器的一种视角的结构示意图；图2为图1所示的高含固有机固废厌氧反应器的A向剖视图；图3为图1所示的高含固有机固废厌氧反应器的另一种视角的结构示意图。从图中可以看出，本实施例中的高含固有机固废厌氧反应器包括容器1，容器1为下半部呈半圆柱形、上半部呈长方体状的密封体，容器1的上部与下部平滑过渡连接。容器1的长度方向的两个端面上均设有用于支撑搅拌器11的搅拌器安装支座2。

容器1的上部为长方体状，包括了顶壁和四个侧壁；容器1的下部为半圆柱形，包括了圆弧状的底壁和两个半圆形的端面。对于容器1整体而言，容器1的上部的两个相对的侧壁分别与容器1下部的两个端面融为一体，形成了容器1的长度方向的两个端面。

具体地，在本实施例中，厌氧反应器的容器1采用钢材焊接制造；搅拌器11的搅拌器安装支座2为在容器1侧壁上预留的法兰，位于中部，共两个，用于搅拌器11轴的固定；进料口3为钢管，一端焊接在容器1上，另一端与法兰焊接，形成一个完整的进料管管口；进料口3设置在工作液位以下，以保证容器1在正常工作液位时，气体不会通过进料口3外泄；加热棒4为方形钢管，一端固定在容器1顶部的筋板上，另一端从容器1内侧穿过容器1底部，与热水管道连接；采样口5采用钢管穿过容器1顶板，在容器1内，深入到容器1液面以下，在容器1外，露出约20-50mm，管口采用快开法兰，盲板封堵，便于从容器1内采样；采样口5设置在容器1顶部，在容器1顶部呈直线均匀布置；沼气口6为钢制法兰管口，位于容器1顶部中间位置，采用法兰与外部管道连接；回流口7为钢制法兰管口，设置在容器1出料口9一侧，回流管位于容器1中上部，排出容器1中上部的消化液作为回流液；出料口9为钢制法兰管口，设置在容器1一侧的底部位置，使靠近底部的重物质更容易从容器1排出；在容器1外部设置有保温层8；加热管10为焊接在容器1底板的加热管，留有钢制法兰管口，用于接入热水，为保持适宜的厌氧发酵温度提供热源。

本发明提供的高含固有机固废厌氧反应器，通过下半部呈半圆柱形、上半部呈长方形的密封体容器1容纳有机固废，容器1的长度方向的两个端面上均设有搅拌器安装支座2，用于安装搅拌器11并通过轴向水平的搅拌器11进行搅拌。半柱形的下半部与搅拌器11配合，并且在竖直方向搅拌，有利于将有机固废搅拌充分；长方形的上半部容纳产生的沼气，因此本发明提供的高含固有机固废厌氧反应器适用于高含固有机固废厌氧产沼，进料含固率高、粒径范围广、耐容杂高，解决了所要解决的技术问题。

优选地，在本实施例中，容器1长度方向的一侧设置进料口3，容器1长度方向的另一侧设置有出料口9和回流口7，容器1的顶部设置有沼气口6。进料口3为钢管，一端焊接在容器1上，另一端与法兰焊接，形成一个完整的进料管管口。出料口9为钢制法兰管口，设置在容器1一侧的底部位置，使靠近底部的重物质更容易从容器1排出。沼气口6为钢制法兰管口，位于容器1顶部中间位置，采用法兰与外部管道连接。

进料口3、出料口9设置合理，采用“高进低出”的方式。减少罐内液位压力对进料、出料的影响，使进料、出料更通畅。提高反应器进料点高度，可以减少重杂质在反应器内的沉积，避免堵塞进料口3；低出料口9的设置可以排出底部沉积的重杂质。

优选地，在本实施例中，容器1在两端的端面上均设有搅拌器安装支座2，搅拌器11的轴支撑于搅拌器安装支座2。搅拌器11的搅拌器安装支座2为在容器1侧壁上预留的法兰，位于中部，共两个，用于搅拌器11轴的固定。高含固有机固废从进料口3进入厌氧反应器，在搅拌器11作用下，高含固有机固废在厌氧反应器内均质并向出料口9流动，由出料口9排出。本实施例中采用连续式、高含固、水平推流搅拌，有利于高含固有机固废的发酵。

优选地，在本实施例中，该高含固有机固废厌氧反应器还包括加热装置，加热装置包括设置在容器1底部的加热管10和设置在容器1内部的多个加热棒4，多个加热棒4均与加热管10连通。加热管10为焊接在容器1底板的加热管，留有钢制法兰管口，用于接入热水，为保持适宜的厌氧发酵温度提供热源。加热棒4为方形钢管，一端固定在容器1顶部的筋板上，另一端从容器1内侧穿过容器1底部，与热水管道连接。如此，有利于中温或高温厌氧发酵。

优选地，在本实施例中，进料口3、出料口9和回流口7的外部分别与泵送系统连接。回流物料通过泵送返回进料口3，回流物料和新物料混合后进入厌氧反应器。如此，有利于对有机废固的输送。

优选地，在本实施例中，进料口3、出料口9和回流口7均设置在工作液位以下，并且进料口3、出料口9和回流口7均设有阀门，使反应器内形成密闭的厌氧环境，在厌氧微生物的作用下，高含固有机固废降解，产生二氧化碳和甲烷，通过顶部的沼气口6排出，沼气出口外部与沼气利用系统连接。如此，有利于应器内形成密闭的厌氧环境。

优选地，在本实施例中，容器1在长度方向的侧面上设有采样口5。采样口5采用钢管穿过容器1顶板，在容器1内，深入到容器1液面以下，在容器1外，露出约20-50mm，管口采用快开法兰，盲板封堵，便于从容器1内采样。

优选地，在本实施例中，容器1的顶部设置压力保护装置，压力保护装置用于平衡容器1内的上部气体压力。反应器顶部设有双重气体压力保护装置，提高反应器安全性能。

优选地，在本实施例中，加热棒4在容器1内倾斜设置。加热棒4为方形钢管，一端固定在容器1顶部的筋板上，另一端从容器1内侧穿过容器1底部，与热水管道连接，加热棒4在容器1内成一倾斜角度。如此，有利于容器1内的物料均匀加热。

优选地，在本实施例中，容器1的外部设有保温层8。反应器设置有两级加热装置。一级加热装置是设置在反应器底部的加热管10，二级加热装置是在内部设置的多个加热棒4，加热棒4在罐内倾斜设置。反应器外设置保温层8，并配有温度控制系统。如此，有利于反应器的保温及节能。

请参见图4，图4为图1所示的高含固有机固废厌氧反应器的基座的结构示意图。从图中可以看出，基座100具有凹陷部，该凹陷部的截面大致为矩形，并且该凹陷部的底面还设有矩形凹陷。请再次参见图2，容器1放置在基座100的凹陷部，容器1的底部的四个点分别与基座100接触，以形成基座100对容器1的稳固支撑。

基座100的材料为混凝土，成本低廉并且支撑效果稳固。在本发明的其他实施例中，基座100的材料也可以为钢。

本发明具有以下优点：

该厌氧反应器为连续式、高含固、水平推流搅拌，用于中温或高温厌氧发酵。

该厌氧反应器允许入料含固率高、粒径范围广、反应器耐容杂率高、抗干扰能力强、生物质转化率高。

该厌氧反应器进料口3、出料口9设置合理，采用“高进低出”的方式。减少罐内液位压力对进料、出料的影响，使进料、出料更通畅。提高反应器进料点高度，可以减少重杂质在反应器内的沉积，避免堵塞进料口3；低出料口9的设置可以排出底部沉积的重杂质。

该厌氧反应器进料口3、出料口9、采样口5和沼气口6与外部设备或管道的连接方式均采用法兰连接，以保证反应器的密封性完好。反应器顶部设有双重气体压力保护装置，提高反应器安全性能。

本发明提供的一种用于高含固有机固废处理的隧道窑干式厌氧反应器，主要适用于能够在兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用下进行有机物降解的有机固废。有机物在厌氧细菌(产酸和产甲烷菌)的作用下转化为沼气、沼液和沼渣，作为新能源再利用，本发明不仅能够解决高含固有机固废厌氧产沼的技术难题，还具有进料含固率高、粒径范围广、耐容杂高、均质效果好、运行安全可靠、维护操作简单方便等特点。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种高含固有机固废厌氧反应器，其特征在于，包括容器，所述容器的下部为半圆柱形，所述容器的上部为长方体形，所述容器的上部与所述容器的下部平滑过渡连接；

所述容器的长度方向的两个端面上均设有用于支撑搅拌器的搅拌器安装支座。

2.根据权利要求1所述的高含固有机固废厌氧反应器，其特征在于，所述容器的上部的侧壁上设有进料口，所述容器的下部的端面上设有出料口。

3.根据权利要求2所述的高含固有机固废厌氧反应器，其特征在于，所述容器的上部的侧壁上设有回流口，所述容器的顶壁上设置有沼气口。

4.根据权利要求3所述的高含固有机固废厌氧反应器，其特征在于，所述进料口、所述出料口和所述回流口的外部分别连接泵送系统，所述进料口、所述出料口和所述回流口处均设有阀门。

5.根据权利要求1所述的高含固有机固废厌氧反应器，其特征在于，还包括加热装置，所述加热装置包括设置在所述容器的底壁处的加热管和设置在所述容器内部的多个加热棒，所述多个加热棒均与所述加热管连通。

6.根据权利要求5所述的高含固有机固废厌氧反应器，其特征在于，所述加热棒在所述容器内倾斜设置。

7.根据权利要求5所述的高含固有机固废厌氧反应器，其特征在于，所述容器的外部设有保温层。

8.根据权利要求1所述的高含固有机固废厌氧反应器，其特征在于，所述容器的顶部设置压力保护装置，所述压力保护装置用于平衡所述容器内的上部气体压力。

9.根据权利要求1所述的高含固有机固废厌氧反应器，还包括基座，所述基座具有凹陷部，所述容器的下部安放于所述凹陷部。

10.根据权利要求9所述的高含固有机固废厌氧反应器，其特征在于，所述基座的材料为钢或混凝土。