专利名称：联合使用的厌氧发酵反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发酵反应器，具体涉及一种厌氧发酵反应器。
背景技术：
沼气工程是以厌氧消化为核心技术，集粪便处理、沼气生产、沼气和沼肥资源化利用为一体的系统工程。但由于技术上的原因，许多大型沼气工程存在发酵原料利用不彻底、产气效率低、综合处理效果不好等缺点。这也无形加剧了后续处理工艺更加繁琐，增加成本。虽然国家出台了许多政策扶持大中型沼气工程，但由于上述原因并未取得良好的效果。对于粪污，厌氧、好氧组合工艺是世界公认的有效处理方法，而对于此组合工艺，厌氧阶段如没有发酵彻底便会增加后续工艺的处理难度。目前厌氧阶段较为成型的反应器形式是全混式厌氧发酵反应器、升流式厌氧污泥床(UASB)反应器以及厌氧折流反应器，而这几种反应器均为单独使用，且存在发酵原料利用不彻底的缺点，达不到发酵原料在厌氧阶段高效 利用的要求，从而增加了后续工艺的处理难度和成本。
发明内容
本发明的目的是为解决现有单独使用的反应器产气率低，不能满足热能高效回收的技术难题，同时单独使用的反应器消化不彻底，需增加后续处理的问题，而提供一种联合使用的厌氧发酵反应器。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的本发明包括内层圆柱筒、外层圆柱筒、第一加热管、第二加热管、罐盖、罐底、第三加热管、进料管、调酸管、挡板、两个搅拌器、两个溢流阀、两个PH值传感器、两个温度传感器、数个第一折流板和数个第二折流板，内层圆柱筒设置在外层圆柱筒内，罐盖和罐底分别设置在外层圆柱筒的上下端面处，内层圆柱筒、外层圆柱筒、罐盖和罐底均为混凝土砌筑而成，内层圆柱筒的内腔为一次厌氧腔，内层圆柱筒与外层圆柱筒之间的腔体为二次厌氧腔，第一加热管砌筑在内层圆柱筒的墙体内，第二加热管砌筑在外层圆柱筒的墙体内，一次厌氧腔和二次厌氧腔对应的罐底墙体内均砌筑第三加热管，两个搅拌器均设置在为一次厌氧腔中，且两个搅拌器上、下设置，进料管的一端设置在一次厌氧腔中且位于下方搅拌器的下面，进料管的另一端通至外层圆柱筒外面，挡板、数个第一折流板和数个第二折流板沿二次厌氧腔的圆周均布设置，且挡板的一端与内层圆柱筒的外壁连接，挡板的另一端与外层圆柱筒的内壁连接，数个第一折流板与数个第二折流板交替设置，且第一折流板的一端与内层圆柱筒的外壁连接，第一折流板的另一端与外层圆柱筒的内壁设有缝隙，第二折流板的一端与外层圆柱筒的内壁连接，第二折流板的另一端与内层圆柱筒的外壁设有缝隙，内层圆柱筒的侧壁下方设有内层溢流孔，外层圆柱筒的侧壁上方设有外层溢流孔，内层溢流孔和内层溢流孔分别位于挡板的两侧，两个溢流阀分别安装在内层溢流孔和外层溢流孔处，调酸管的一端设置在一次厌氧腔中且位于内层圆柱筒的上方，调酸管的另一端通至外层圆柱筒外面，罐盖上分别设有一次厌氧沼气出口和二次厌氧沼气出口，一次厌氧沼气出口与一次厌氧腔相通，二次厌氧沼气出口与二次厌氧腔相通，内层圆柱筒的侧壁上分别通过管路安装有一个PH值传感器和一个温度传感器，外层圆柱筒分别的侧壁上分别通过管路安装有一个PH值传感器和一个温度传感器。本发明与已有技术相比具有以下有益效果—、由于本发明设有一次厌氧腔I和二次厌氧腔II，具有双重厌氧发酵功能，并且二次厌氧腔II的路径为折流式，消化液在二次厌氧腔II反应时间长，使得厌氧处理彻底，不需要后续工艺的处理就可达到发酵彻底的目的，降低了处理成本，避免了二次污染；本发明的内层圆柱筒、外层圆柱筒和罐底的墙体内均砌筑有加热管，使得本发明的反应器保温效率高、产气率高、发酵原料的利用效率高、热能回收效率高。
二、两次厌氧过程均在一个整体装置内进行，因此，本发明具有占地面积少、占用空间小的特点。三、采用循环加热模式，利用发电机余热进行加热，降低了热量损失。四、本发明结构简单、无运动部件、运行费用低。
图I是本发明的联合使用的厌氧发酵反应器的整体结构主剖视图；图2是图I的俯视图(去掉罐盖5)。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图I和图2说明本实施方式，本实施方式包括内层圆柱筒I、外层圆柱筒2、第一加热管3、第二加热管4、罐盖5、罐底6、第三加热管7、进料管8、调酸管9、挡板15、两个搅拌器11、两个溢流阀12、两个pH值传感器13、两个温度传感器14、数个第一折流板16和数个第二折流板17，内层圆柱筒I设置在外层圆柱筒2内，内层圆柱筒I与外层圆柱筒2的高度相同，罐盖5和罐底6分别设置在外层圆柱筒2的上下端面处，内层圆柱筒I、外层圆柱筒2、罐盖5和罐底6均为混凝土砌筑而成，内层圆柱筒I的内腔为一次厌氧腔I，内层圆柱筒I与外层圆柱筒2之间的腔体为二次厌氧腔II，第一加热管3砌筑在内层圆柱筒I的墙体内，第一加热管3沿内层圆柱筒I的圆周布置，第二加热管4砌筑在外层圆柱筒2的墙体内，第二加热管4沿外层圆柱筒2的圆周布置，一次厌氧腔I和二次厌氧腔II对应的罐底6墙体内均砌筑第三加热管7，两个搅拌器11均设置在为一次厌氧腔I中，且两个搅拌器11上、下设置，进料管8的一端设置在一次厌氧腔I中且位于下方搅拌器11的下面，进料管8的另一端通至外层圆柱筒2外面，挡板15、数个第一折流板16和数个第二折流板17沿二次厌氧腔II的圆周均布设置，且挡板15的一端与内层圆柱筒I的外壁连接，挡板15的另一端与外层圆柱筒2的内壁连接，数个第一折流板16与数个第二折流板17交替设置，且第一折流板16的一端与内层圆柱筒I的外壁连接，第一折流板16的另一端与外层圆柱筒2的内壁设有缝隙t，第二折流板17的一端与外层圆柱筒2的内壁连接，第二折流板17的另一端与内层圆柱筒I的外壁设有缝隙t，内层圆柱筒I的侧壁下方设有内层溢流孔1-1，外层圆柱筒2的侧壁上方设有外层溢流孔2-1，内层溢流孔1-1和内层溢流孔1-1分别位于挡板15的两侧，两个溢流阀12分别安装在内层溢流孔1-1和外层溢流孔2-1处，调酸管9的一端设置在一次厌氧腔I中且位于内层圆柱筒I的上方，调酸管9的另一端通至外层圆柱筒2外面，可根据需要通过调酸管9进行酸碱调控；罐盖5上分别设有一次厌氧沼气出口 5-1和二次厌氧沼气出口 5-2，一次厌氧沼气出口 5-1与一次厌氧腔I相通，二次厌氧沼气出口 5-2与二次厌氧腔II相通，内层圆柱筒I的侧壁上分别通过管路安装有一个PH值传感器13和一个温度传感器14，外层圆柱筒2分别的侧壁上分别通过管路安装有一个pH值传感器13和一个温度传感器14。第一加热管3、第二加热管4和第三加热管7内流经发 电机余热加热的液体。一次厌氧腔I内的温度通过内层圆柱筒I侧壁上的温度传感器14进行检测；二次厌氧腔II内的温度通过外层圆柱筒2侧壁上的温度传感器14进行检测；一次厌氧腔I内的料液pH值通过内层圆柱筒I侧壁上的pH值传感器13进行监测；二次厌氧腔II内的料液PH值通过外层圆柱筒2侧壁上的pH值传感器13进行监测。由于沼气的特殊性质，考虑到安全因素，第一加热管3、第二加热管4、第三加热管7、进料管8、调酸管9、两个溢流阀12、pH值传感器13和两个温度传感器14均采用防爆级别。第一加热管3、第二加热管4、第三加热管7、进料管8、调酸管9、两个搅拌器11、两个溢流阀12、pH值传感器13和两个温度传感器14均采用PLC系统进行自动控制。
具体实施方式
二 结合图I说明本实施方式，本实施方式的一次厌氧腔I对应的罐盖5上设有一次厌氧观察窗5-3，外层圆柱筒2侧壁的上部设有二次厌氧观察窗2-2。通过观察窗可实时观察一次厌氧腔I和二次厌氧腔II内部的处理状态。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。本发明的工作原理粪料经进料管8进入一次厌氧腔I中，粪料经两个搅拌器11搅拌进行厌氧消化，一次厌氧腔I内的反应温度为55°c ±1°C，粪料在一次厌氧腔I中厌氧消化反应后为消化液，消化液经内层圆柱筒I上的溢流阀12流入二次厌氧腔II中，消化液依次流经数个第一折流板16和数个第二折流板17，并进行厌氧折流反应，二次厌氧腔II中的反应温度为35°C，当二次厌氧腔II中的消化液达到一定程度后通过外层圆柱筒2上的溢流阀12流出；通过PH值传感器13可测得消化液的pH值，当pH值处于酸性或碱性时，通过调酸管9向一次厌氧腔I中注入调酸、调碱物质，以达到厌氧发酵最适的PH值。
权利要求
1.一种联合使用的厌氧发酵反应器，其特征在干所述反应器包括内层圆柱筒(I)、外层圆柱筒(2)、第一加热管(3)、第二加热管(4)、罐盖(5)、罐底￠)、第三加热管(7)、进料管(8)、调酸管(9)、挡板(15)、两个搅拌器(11)、两个溢流阀(12)、两个pH值传感器(13)、两个温度传感器(14)、数个第一折流板(16)和数个第二折流板(17)，内层圆柱筒⑴设置在外层圆柱筒(2)内，罐盖(5)和罐底(6)分别设置在外层圆柱筒(2)的上下端面处，内层圆柱筒(I)、外层圆柱筒(2)、罐盖(5)和罐底(6)均为混凝土砌筑而成，内层圆柱筒(I)的内腔为一次厌氧腔(I)，内层圆柱筒⑴与外层圆柱筒⑵之间的腔体为二次厌氧腔(II)，第一加热管(3)砌筑在内层圆柱筒(I)的墙体内，第二加热管(4)砌筑在外层圆柱筒(2)的墙体内，一次厌氧腔(I)和二次厌氧腔(II)对应的罐底(6)墙体内均砌筑第三加热管(7)，两个搅拌器(11)均设置在为一次厌氧腔(I)中，且两个搅拌器(11)上、下设置，进料管(8)的一端设置在一次厌氧腔(I)中且位于下方搅拌器(11)的下面，进料管(8)的另一端通至外层圆柱筒(2)外面，挡板(15)、数个第一折流板(16)和数个第二折流板(17)沿二次厌氧腔(II)的圆周均布设置，且挡板(15)的一端与内层圆柱筒(I)的外壁连接，挡板(15)的另一端与外层圆柱筒⑵的内壁连接，数个第一折流板(16)与数个第二折流板(17)交替设置，且第一折流板(16)的一端与内层圆柱筒(I)的外壁连接，第一折流板(16)的另一端与外层圆柱筒(2)的内壁设有缝隙(t)，第二折流板(17)的一端与外层圆柱筒(2)的内壁连接，第二折流板(17)的另一端与内层圆柱筒(I)的外壁设有缝隙(t)，内层圆柱筒(I)的侧壁下方设有内层溢流孔(1-1)，外层圆柱筒(2)的侧壁上方设有外层溢流孔(2-1)，内层溢流孔(1-1)和内层溢流孔(1-1)分别位于挡板(15)的两侧，两个溢流阀(12)分别安装在内层溢流孔(1-1)和外层溢流孔(2-1)处，调酸管(9)的一端设置在一次厌氧腔(I)中且位于内层圆柱筒(I)的上方，调酸管(9)的另一端通至外层圆柱筒(2)外面，罐盖(5)上分别设有一次厌氧沼气出口(5-1)和二次厌氧沼气出口(5-2)，一次厌氧沼气出口(5-1)与一次厌氧腔(I)相通，二次厌氧沼气出口(5-2)与二次厌氧腔(II)相通，内层圆柱筒(I)的侧壁上分別通过管路安装有ー个PH值传感器(13)和ー个温度传感器(14)，外层圆柱筒(2)分别的侧壁上分別通过管路安装有ー个pH值传感器(13)和ー个温度传感器(14)。
2.根据权利要求I所述联合使用的厌氧发酵反应器，其特征在于所述一次厌氧腔(I)对应的罐盖(5)上设有一次厌氧观察窗(5-3)，外层圆柱筒(2)侧壁的上部设有二次厌氧观察窗(2-2)。
全文摘要
联合使用的厌氧发酵反应器，它涉及一种发酵反应器，以解决现有单独使用的反应器产气率低、不能满足热能高效回收、消化不彻底，需增加后续处理的问题。内层圆柱筒的内腔为一次厌氧腔，内层圆柱筒与外层圆柱筒之间的腔体为二次厌氧腔，第一加热管砌筑在内层圆柱筒的墙体内，第二加热管砌筑在外层圆柱筒的墙体内，挡板、数个第一折流板和数个第二折流板沿二次厌氧腔的圆周均布设置，挡板的两端分别与内层圆柱筒和外层圆柱筒连接，第一折流板与外层圆柱筒的内壁有缝隙，第二折流板与内层圆柱筒的外壁有缝隙，两个溢流阀分别位于挡板的两侧，调酸管的一端设置在一次厌氧腔中、另一端通至外层圆柱筒外面。本发明用于大型沼气工程的厌氧发酵。
文档编号C12M1/107GK102816692SQ20121033844
公开日2012年12月12日 申请日期2012年9月13日 优先权日2012年9月13日
发明者徐晓秋, 刘伟, 刘颖, 崔亦工, 王欣, 秦国辉, 刘旭丹 申请人:黑龙江省科学院科技孵化中心