厌氧发酵试验装置的制作方法

本实用新型涉及试验装置技术领域，尤其涉及一种厌氧发酵试验装置。

背景技术：

随着人民生活水平的不断提高，餐厨垃圾的产生量与日俱增，餐厨垃圾是居民在生活消费过程中形成的生活废物，餐厨垃圾本身具有含水率高，脱水性能较差，高温易腐，易孳生蚊蝇、病菌等特点，若处置不当，将会造成严重的环境污染，最终对人们的身体健康造成重大威胁。如何对其进行及时有效地处理已经越来越受到人们的重视。

目前，通过厌氧发酵处理餐厨垃圾的研究比较广泛，收集来的餐厨垃圾通过分选装置去除大块物料后再经提油回收其中的油脂，经预处理后进入厌氧反应罐，微生物在厌氧条件下，将餐厨垃圾中有机物分解产生CH4和CO 2等气体，厌氧发酵产物( 沼液和沼渣) 也是一种优质的有机肥料。

大型厌氧发酵罐占地大，参数不易控制，影响因素多，不利于厌氧发酵过程的研究。这就需要设计一种小型的的厌氧发酵装置进行试验，方便对厌氧发酵过程进行观察和参数控制。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种厌氧发酵试验装置，能够客观反映实体厌氧发酵装置的反映过程，具有结构简单、体积小、操作方便、功能齐全的优点，制作成本低廉，尤其适用于餐厨垃圾的厌氧发酵研究。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种厌氧发酵试验装置，包括带有加热装置、搅拌装置及温控装置的罐体，所述罐体顶部罐盖设有进料口和排气口，所述罐体侧壁设有取样口、底部设有排砂口，所述排气口设有气体流量计。

优选的，所述加热装置为U型管加热器，所述U型管加热器垂直设置在罐体内、且上端固定在罐盖上；所述温控装置包括温控器和温度计，所述温控器与U型管加热器相连，所述温控器和温度计均设置在罐盖上、且其温度探头设置在罐体内液面以下。

优选的，所述搅拌装置包括电机、搅拌轴和桨叶，所述电机与减速机相连、且均固定在罐盖上，与减速机输出轴相连的搅拌轴垂直设置在罐体内、且搅拌轴底端设置在罐体中下部，所述桨叶设置在搅拌轴的端部。

优选的，所述进料口内设有垂直设置在罐体内的进料管，所述进料管底端设置在桨叶附近，所述电机内设有变频器。

优选的，所述罐体顶部还设有pH监测口和加药口，pH计设置在pH监测口内、且其检测端设置在罐体内液面以下，所述加药口内设有加药管，所述加药管底端设置在桨叶附近。

优选的，所述罐体侧壁设有观察窗。

优选的，所述U型管加热器为两个、且对称设置在罐盖上。

优选的，所述观察窗为三个、且自下而上均布设置；所述取样口为四个、且自下而上均布设置，最上端取样口与罐体内最高液位线平齐。

优选的，所述罐体外设保温层，罐体侧壁与罐盖为法兰连接。

优选的，所述罐体为不锈钢材质，所述气体流量计为防腐型湿式气体流量计。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：通过进料口往罐体内进料，利用搅拌装置将物料进行搅拌，借助温控装置来检测温度并控制加热装置，排气口上的气体流量计用来监控罐体的累积产气量，通过罐体侧壁的取样口来监测罐体内物料反应状态，同时取样口兼具出料口的作用。本实用新型具有结构简单紧凑、体积小、操作简便灵活、功能齐全的优点，制作成本低廉，占地面积小、实用性强，能够在一定程度上模拟及反应实际工程问题；可进行连续厌氧发酵实验，也可进行批次物料发酵实验。本实用新型尤其适用于餐厨垃圾的厌氧发酵研究。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的外形图；

图3是图1的俯视图；

图中：1-罐体，2-罐盖，3-进料口，4-排气口，5-取样口，6-排砂口，7-气体流量计，8-U型管加热器，9-温控器，10-温度计，11-电机，12-搅拌轴，13-桨叶，14-减速机，15-进料管，16-加药口，17- pH计，18-观察窗，19-最高液位线,20-加药管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1、2、3所示的一种厌氧发酵试验装置，包括带有加热装置、搅拌装置及温控装置的罐体1，所述罐体1顶部罐盖2设有进料口3和排气口4，所述罐体1侧壁设有取样口5、底部设有排砂口6，所述排气口4设有气体流量计7。通过进料口往罐体内进料，利用搅拌装置将物料进行充分搅拌，借助加热装置对物料进行加热，通过温控装置来检测温度并控制加热装置，排气口上的气体流量计可用来监控罐体的累积产气量，通过罐体侧壁的取样口来监测罐体内物料反应状态，同时取样口兼具出料口的作用。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述加热装置为U型管加热器8，所述U型管加热器8垂直设置在罐体1内、且上端固定在罐盖2上，U型管加热器8设计为两个、且对称设置在罐盖2上；所述温控装置包括温控器9和温度计10，所述温控器9与U型管加热器8相连，所述温控器9和温度计10均设置在罐盖2上、且其温度探头设置在罐体1内液面以下。通过U型管加热器8对物料进行充分加热，通过温控器9可以检测罐体1内物料温度，同时可以控制U型管加热器8的启停，以达到恒定罐内温度的目的；利用温度计10对罐体1内温度的均匀性进行监控，因为温度均匀性在一定程度上指示着物料混合的完全性。

其中，所述搅拌装置包括电机11、搅拌轴12和桨叶13，所述电机11与减速机14相连、且均固定在罐盖2上，与减速机14输出轴相连的搅拌轴12垂直设置在罐体1内、且搅拌轴12底端设置在罐体1中下部，所述桨叶13设置在搅拌轴12的端部。利用减速机14将电机11速度降低后驱动搅拌轴12转动，同时带动搅拌轴12上的桨叶13旋转，对物料进行充分搅拌。本搅拌装置的转速为低转速范围，较低的转速既能使物料充分混合，又能使罐内厌氧微生物有足够的时间去抓捕、利用有机物质。另外，所述电机11内设有变频器，能够根据实际控制电机的转数，达到物料充分混合的目的。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述进料口3内设有垂直设置在罐体1内的进料管15，所述进料管15底端设置在桨叶13附近。这样设置的优势在于：（1）液面以下进料，有助于维持厌氧发酵环境的密闭性；（2）出料口设在桨叶附近，在进料过程中可适当提高搅拌转数，利用桨叶旋转产生的扰动，带动粘性物料的顺利下落，且进料可以很快与罐体内物料完全混合。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述罐体1顶部还设有pH监测口和加药口16，pH计17设置在pH监测口内、且其检测端设置在罐体1内液面以下，所述加药口16内设有加药管20，所述加药管20底端设置在桨叶13附近。pH计17用于实时监测罐体1内物料的pH环境，及时发现酸化倾向；通过加药口16及加药管20添加药剂，以随时对酸化倾向采取有效制止措施。

为了直观地观察罐体1内物料的物理性状、发酵状态及搅拌状态等，在罐体1侧壁设有观察窗18，增加了装置的可视性。另外，将排砂口6设置在罐体1侧壁底部，既不影响罐体1的放置，又有利于定期排除罐体1底部积存的沉砂。

为了直观地观察罐体1内上下部分的反应情况，将观察窗18设计为三个、且自下而上均布设置。另外，将取样口5设计为四个、且自下而上均布设置，最上端取样口5与罐体内最高液位线19平齐。这样可以随时取样以监测罐体内的运行状态，在罐体不同高度设置取样口，便于监测结果的代表性和准确性，且根据不同取样口的监测结果是否一致，可以判别罐体内物料的混合状态；同时任意一取样口均可作为出料口。

另外，所述罐体1外设保温层，可减少热量损失；罐体1底部为整体焊接，罐体1侧壁上端与罐盖2为法兰连接，便于设备的安装和维修。

由于餐厨垃圾具有一定的腐蚀性，为了防止厌氧环境下酸性物质对罐体1的腐蚀，罐体1选用不锈钢材质，所述气体流量计7选用防腐型湿式气体流量计。

本实用新型作为一种实验装置，具有功能齐全、可控性好、操作简便、灵活、实用性强的优点。具有功能和用途如下：

1. 对现有厌氧发酵工程的运行控制参数进行优化。由于本实用新型的可控性好，因而可以通过单因素法逐一优化各个运行参数；当然也可以采用正交法或其他分析方法设计实验方案，进而得到优化的实验结果，并最终指导实践生产。

2. 开发新工艺。由于本实用新型操作起来灵活、简便，因而可以通过进行批量的实验去摸索新的工艺条件。针对不同的物料，探索其最佳的厌氧发酵运行条件；对于多种物料协同厌氧发酵，探索各种物料的最佳配比，及最佳运行参数。最终将摸索出来的成果应用于实际工程，完成理论到实践的转化，创造实际的经济价值。

利用本实用新型的小规模设计，可在一定程度上模拟及反应实际工程问题；可进行连续厌氧发酵实验，也可进行批次物料发酵实验，尤其适用于餐厨垃圾的厌氧发酵研究。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。