專利名稱：聯合使用的厭氧發酵反應器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種發酵反應器，具體涉及一種厭氧發酵反應器。
背景技術：
沼氣工程是以厭氧消化為核心技術，集糞便處理、沼氣生產、沼氣和沼肥資源化利用為一體的系統工程。但由于技術上的原因，許多大型沼氣工程存在發酵原料利用不徹底、產氣效率低、綜合處理效果不好等缺點。這也無形加劇了后續處理工藝更加繁瑣，增加成本。雖然國家出臺了許多政策扶持大中型沼氣工程，但由于上述原因并未取得良好的效果。對于糞污，厭氧、好氧組合工藝是世界公認的有效處理方法，而對于此組合工藝，厭氧階段如沒有發酵徹底便會增加后續工藝的處理難度。目前厭氧階段較為成型的反應器形式是全混式厭氧發酵反應器、升流式厭氧污泥床(UASB)反應器以及厭氧折流反應器，而這幾種反應器均為單獨使用，且存在發酵原料利用不徹底的缺點，達不到發酵原料在厭氧階段高效 利用的要求，從而增加了后續工藝的處理難度和成本。

發明內容
本發明的目的是為解決現有單獨使用的反應器產氣率低，不能滿足熱能高效回收的技術難題，同時單獨使用的反應器消化不徹底，需增加后續處理的問題，而提供一種聯合使用的厭氧發酵反應器。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的本發明包括內層圓柱筒、外層圓柱筒、第一加熱管、第二加熱管、罐蓋、罐底、第三加熱管、進料管、調酸管、擋板、兩個攪拌器、兩個溢流閥、兩個PH值傳感器、兩個溫度傳感器、數個第一折流板和數個第二折流板，內層圓柱筒設置在外層圓柱筒內，罐蓋和罐底分別設置在外層圓柱筒的上下端面處，內層圓柱筒、外層圓柱筒、罐蓋和罐底均為混凝土砌筑而成，內層圓柱筒的內腔為一次厭氧腔，內層圓柱筒與外層圓柱筒之間的腔體為二次厭氧腔，第一加熱管砌筑在內層圓柱筒的墻體內，第二加熱管砌筑在外層圓柱筒的墻體內，一次厭氧腔和二次厭氧腔對應的罐底墻體內均砌筑第三加熱管，兩個攪拌器均設置在為一次厭氧腔中，且兩個攪拌器上、下設置，進料管的一端設置在一次厭氧腔中且位于下方攪拌器的下面，進料管的另一端通至外層圓柱筒外面，擋板、數個第一折流板和數個第二折流板沿二次厭氧腔的圓周均布設置，且擋板的一端與內層圓柱筒的外壁連接，擋板的另一端與外層圓柱筒的內壁連接，數個第一折流板與數個第二折流板交替設置，且第一折流板的一端與內層圓柱筒的外壁連接，第一折流板的另一端與外層圓柱筒的內壁設有縫隙，第二折流板的一端與外層圓柱筒的內壁連接，第二折流板的另一端與內層圓柱筒的外壁設有縫隙，內層圓柱筒的側壁下方設有內層溢流孔，外層圓柱筒的側壁上方設有外層溢流孔，內層溢流孔和內層溢流孔分別位于擋板的兩側，兩個溢流閥分別安裝在內層溢流孔和外層溢流孔處，調酸管的一端設置在一次厭氧腔中且位于內層圓柱筒的上方，調酸管的另一端通至外層圓柱筒外面，罐蓋上分別設有一次厭氧沼氣出口和二次厭氧沼氣出口，一次厭氧沼氣出口與一次厭氧腔相通，二次厭氧沼氣出口與二次厭氧腔相通，內層圓柱筒的側壁上分別通過管路安裝有一個PH值傳感器和一個溫度傳感器，外層圓柱筒分別的側壁上分別通過管路安裝有一個PH值傳感器和一個溫度傳感器。本發明與已有技術相比具有以下有益效果—、由于本發明設有一次厭氧腔I和二次厭氧腔II，具有雙重厭氧發酵功能，并且二次厭氧腔II的路徑為折流式，消化液在二次厭氧腔II反應時間長，使得厭氧處理徹底，不需要后續工藝的處理就可達到發酵徹底的目的，降低了處理成本，避免了二次污染；本發明的內層圓柱筒、外層圓柱筒和罐底的墻體內均砌筑有加熱管，使得本發明的反應器保溫效率高、產氣率高、發酵原料的利用效率高、熱能回收效率高。
二、兩次厭氧過程均在一個整體裝置內進行，因此，本發明具有占地面積少、占用空間小的特點。三、采用循環加熱模式，利用發電機余熱進行加熱，降低了熱量損失。四、本發明結構簡單、無運動部件、運行費用低。


圖I是本發明的聯合使用的厭氧發酵反應器的整體結構主剖視圖；圖2是圖I的俯視圖(去掉罐蓋5)。
具體實施例方式具體實施方式
一結合圖I和圖2說明本實施方式，本實施方式包括內層圓柱筒I、外層圓柱筒2、第一加熱管3、第二加熱管4、罐蓋5、罐底6、第三加熱管7、進料管8、調酸管9、擋板15、兩個攪拌器11、兩個溢流閥12、兩個pH值傳感器13、兩個溫度傳感器14、數個第一折流板16和數個第二折流板17，內層圓柱筒I設置在外層圓柱筒2內，內層圓柱筒I與外層圓柱筒2的高度相同，罐蓋5和罐底6分別設置在外層圓柱筒2的上下端面處，內層圓柱筒I、外層圓柱筒2、罐蓋5和罐底6均為混凝土砌筑而成，內層圓柱筒I的內腔為一次厭氧腔I，內層圓柱筒I與外層圓柱筒2之間的腔體為二次厭氧腔II，第一加熱管3砌筑在內層圓柱筒I的墻體內，第一加熱管3沿內層圓柱筒I的圓周布置，第二加熱管4砌筑在外層圓柱筒2的墻體內，第二加熱管4沿外層圓柱筒2的圓周布置，一次厭氧腔I和二次厭氧腔II對應的罐底6墻體內均砌筑第三加熱管7，兩個攪拌器11均設置在為一次厭氧腔I中，且兩個攪拌器11上、下設置，進料管8的一端設置在一次厭氧腔I中且位于下方攪拌器11的下面，進料管8的另一端通至外層圓柱筒2外面，擋板15、數個第一折流板16和數個第二折流板17沿二次厭氧腔II的圓周均布設置，且擋板15的一端與內層圓柱筒I的外壁連接，擋板15的另一端與外層圓柱筒2的內壁連接，數個第一折流板16與數個第二折流板17交替設置，且第一折流板16的一端與內層圓柱筒I的外壁連接，第一折流板16的另一端與外層圓柱筒2的內壁設有縫隙t，第二折流板17的一端與外層圓柱筒2的內壁連接，第二折流板17的另一端與內層圓柱筒I的外壁設有縫隙t，內層圓柱筒I的側壁下方設有內層溢流孔1-1，外層圓柱筒2的側壁上方設有外層溢流孔2-1，內層溢流孔1-1和內層溢流孔1-1分別位于擋板15的兩側，兩個溢流閥12分別安裝在內層溢流孔1-1和外層溢流孔2-1處，調酸管9的一端設置在一次厭氧腔I中且位于內層圓柱筒I的上方，調酸管9的另一端通至外層圓柱筒2外面，可根據需要通過調酸管9進行酸堿調控；罐蓋5上分別設有一次厭氧沼氣出口 5-1和二次厭氧沼氣出口 5-2，一次厭氧沼氣出口 5-1與一次厭氧腔I相通，二次厭氧沼氣出口 5-2與二次厭氧腔II相通，內層圓柱筒I的側壁上分別通過管路安裝有一個PH值傳感器13和一個溫度傳感器14，外層圓柱筒2分別的側壁上分別通過管路安裝有一個pH值傳感器13和一個溫度傳感器14。第一加熱管3、第二加熱管4和第三加熱管7內流經發 電機余熱加熱的液體。一次厭氧腔I內的溫度通過內層圓柱筒I側壁上的溫度傳感器14進行檢測；二次厭氧腔II內的溫度通過外層圓柱筒2側壁上的溫度傳感器14進行檢測；一次厭氧腔I內的料液pH值通過內層圓柱筒I側壁上的pH值傳感器13進行監測；二次厭氧腔II內的料液PH值通過外層圓柱筒2側壁上的pH值傳感器13進行監測。由于沼氣的特殊性質，考慮到安全因素，第一加熱管3、第二加熱管4、第三加熱管7、進料管8、調酸管9、兩個溢流閥12、pH值傳感器13和兩個溫度傳感器14均采用防爆級別。第一加熱管3、第二加熱管4、第三加熱管7、進料管8、調酸管9、兩個攪拌器11、兩個溢流閥12、pH值傳感器13和兩個溫度傳感器14均采用PLC系統進行自動控制。
具體實施方式
二 結合圖I說明本實施方式，本實施方式的一次厭氧腔I對應的罐蓋5上設有一次厭氧觀察窗5-3，外層圓柱筒2側壁的上部設有二次厭氧觀察窗2-2。通過觀察窗可實時觀察一次厭氧腔I和二次厭氧腔II內部的處理狀態。其它組成及連接關系與具體實施方式
一相同。本發明的工作原理糞料經進料管8進入一次厭氧腔I中，糞料經兩個攪拌器11攪拌進行厭氧消化，一次厭氧腔I內的反應溫度為55°c ±1°C，糞料在一次厭氧腔I中厭氧消化反應后為消化液，消化液經內層圓柱筒I上的溢流閥12流入二次厭氧腔II中，消化液依次流經數個第一折流板16和數個第二折流板17，并進行厭氧折流反應，二次厭氧腔II中的反應溫度為35°C，當二次厭氧腔II中的消化液達到一定程度后通過外層圓柱筒2上的溢流閥12流出；通過PH值傳感器13可測得消化液的pH值，當pH值處于酸性或堿性時，通過調酸管9向一次厭氧腔I中注入調酸、調堿物質，以達到厭氧發酵最適的PH值。
權利要求
1.一種聯合使用的厭氧發酵反應器，其特征在干所述反應器包括內層圓柱筒(I)、外層圓柱筒(2)、第一加熱管(3)、第二加熱管(4)、罐蓋(5)、罐底￠)、第三加熱管(7)、進料管(8)、調酸管(9)、擋板(15)、兩個攪拌器(11)、兩個溢流閥(12)、兩個pH值傳感器(13)、兩個溫度傳感器(14)、數個第一折流板(16)和數個第二折流板(17)，內層圓柱筒⑴設置在外層圓柱筒(2)內，罐蓋(5)和罐底(6)分別設置在外層圓柱筒(2)的上下端面處，內層圓柱筒(I)、外層圓柱筒(2)、罐蓋(5)和罐底(6)均為混凝土砌筑而成，內層圓柱筒(I)的內腔為一次厭氧腔(I)，內層圓柱筒⑴與外層圓柱筒⑵之間的腔體為二次厭氧腔(II)，第一加熱管(3)砌筑在內層圓柱筒(I)的墻體內，第二加熱管(4)砌筑在外層圓柱筒(2)的墻體內，一次厭氧腔(I)和二次厭氧腔(II)對應的罐底(6)墻體內均砌筑第三加熱管(7)，兩個攪拌器(11)均設置在為一次厭氧腔(I)中，且兩個攪拌器(11)上、下設置，進料管(8)的一端設置在一次厭氧腔(I)中且位于下方攪拌器(11)的下面，進料管(8)的另一端通至外層圓柱筒(2)外面，擋板(15)、數個第一折流板(16)和數個第二折流板(17)沿二次厭氧腔(II)的圓周均布設置，且擋板(15)的一端與內層圓柱筒(I)的外壁連接，擋板(15)的另一端與外層圓柱筒⑵的內壁連接，數個第一折流板(16)與數個第二折流板(17)交替設置，且第一折流板(16)的一端與內層圓柱筒(I)的外壁連接，第一折流板(16)的另一端與外層圓柱筒(2)的內壁設有縫隙(t)，第二折流板(17)的一端與外層圓柱筒(2)的內壁連接，第二折流板(17)的另一端與內層圓柱筒(I)的外壁設有縫隙(t)，內層圓柱筒(I)的側壁下方設有內層溢流孔(1-1)，外層圓柱筒(2)的側壁上方設有外層溢流孔(2-1)，內層溢流孔(1-1)和內層溢流孔(1-1)分別位于擋板(15)的兩側，兩個溢流閥(12)分別安裝在內層溢流孔(1-1)和外層溢流孔(2-1)處，調酸管(9)的一端設置在一次厭氧腔(I)中且位于內層圓柱筒(I)的上方，調酸管(9)的另一端通至外層圓柱筒(2)外面，罐蓋(5)上分別設有一次厭氧沼氣出口(5-1)和二次厭氧沼氣出口(5-2)，一次厭氧沼氣出口(5-1)與一次厭氧腔(I)相通，二次厭氧沼氣出口(5-2)與二次厭氧腔(II)相通，內層圓柱筒(I)的側壁上分別通過管路安裝有ー個PH值傳感器(13)和ー個溫度傳感器(14)，外層圓柱筒(2)分別的側壁上分別通過管路安裝有ー個pH值傳感器(13)和ー個溫度傳感器(14)。
2.根據權利要求I所述聯合使用的厭氧發酵反應器，其特征在于所述一次厭氧腔(I)對應的罐蓋(5)上設有一次厭氧觀察窗(5-3)，外層圓柱筒(2)側壁的上部設有二次厭氧觀察窗(2-2)。
全文摘要
聯合使用的厭氧發酵反應器，它涉及一種發酵反應器，以解決現有單獨使用的反應器產氣率低、不能滿足熱能高效回收、消化不徹底，需增加后續處理的問題。內層圓柱筒的內腔為一次厭氧腔，內層圓柱筒與外層圓柱筒之間的腔體為二次厭氧腔，第一加熱管砌筑在內層圓柱筒的墻體內，第二加熱管砌筑在外層圓柱筒的墻體內，擋板、數個第一折流板和數個第二折流板沿二次厭氧腔的圓周均布設置，擋板的兩端分別與內層圓柱筒和外層圓柱筒連接，第一折流板與外層圓柱筒的內壁有縫隙，第二折流板與內層圓柱筒的外壁有縫隙，兩個溢流閥分別位于擋板的兩側，調酸管的一端設置在一次厭氧腔中、另一端通至外層圓柱筒外面。本發明用于大型沼氣工程的厭氧發酵。
文檔編號C12M1/107GK102816692SQ20121033844
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月13日 優先權日2012年9月13日
發明者徐曉秋, 劉偉, 劉穎, 崔亦工, 王欣, 秦國輝, 劉旭丹 申請人:黑龍江省科學院科技孵化中心