用于厌氧发酵的沉砂去除系统的制作方法

本实用新型一般涉及沼气工程技术领域，具体涉及沼气厌氧发酵技术领域，尤其涉及一种用于厌氧发酵的沉砂去除系统。

背景技术：

沼气厌氧发酵的原料中往往携带沙土、石子等颗粒，在发酵过程中，这些颗粒在厌氧罐中逐渐沉降，并与发酵过程中产生的污泥和菌丝体发生粘连，最终在厌氧罐的底部形成沉砂。这些沉砂对厌氧发酵有诸多不利影响，如：降低厌氧罐有效容积、降低搅拌效果等，严重时甚至出现板结现象，需要开罐清理，严重影响沼气工程的正常运行。

为了去除厌氧发酵过程中形成的沉砂，现有技术中，通常采用搅拌方式将厌氧发酵体系尽量混合均匀，使沉砂与发酵残余物混合出料，排出厌氧发酵体系。然而，这种搅拌去除沉砂的方式无法去除搅拌死角处的沉砂，沉砂去除不彻底，除砂效果并不理想。

因此，如何更有效地去除厌氧发酵过程中形成的沉砂，是当前急需解决的一项技术问题。

技术实现要素：

本实用新型针对上述的现有沉砂去除方式除砂不彻底、存死角的技术问题，提出一种用于厌氧发酵的沉砂去除系统，能够彻底去除厌氧发酵中形成的沉砂，除砂效果显著且无死角。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

用于厌氧发酵的沉砂去除系统，包括厌氧罐，还包括沉砂暂存罐、含砂料液导出管和排砂装置；所述厌氧罐的底部设置为漏斗形，其底部还设有含砂料液导出口；所述含砂料液导出管的一端与所述含砂料液导出口连通，其另一端与所述沉砂暂存罐连通；所述含砂料液导出管与所述沉砂暂存罐连通的一端设有含砂料液导入口，所述含砂料液导入口沿所述沉砂暂存罐周向设置；所述沉砂暂存罐的底部设置为漏斗形，其底部还设有沉砂导出口，所述排砂装置与所述沉砂导出口连通。

作为优选，所述含砂料液导出管沿所述沉砂暂存罐的径向伸入并沿所述沉砂暂存罐周向延伸，所述含砂料液导入口设置于所述含砂料液导出管伸入所述沉砂暂存罐的管道末端，所述含砂料液导入口所在的末段管道与靠近所述沉砂暂存罐的含砂料液导出管之间呈一定夹角，该夹角范围在大于90°及小于180°之间。

作为优选，所述含砂料液导入口所在的末段管道与靠近所述沉砂暂存罐的含砂料液导出管之间呈135°夹角。

作为优选，所述用于厌氧发酵的沉砂去除系统还包括清液回流管，所述清液回流管的一端与所述沉砂暂存罐连通，其另一端与所述厌氧罐连通，所述清液回流管上设有回流泵以使清液回流至所述厌氧罐。

作为优选，所述清液回流管与所述沉砂暂存罐连通的一端设有清液导出口，所述清液导出口方向与所述含砂料液旋流方向相反设置。

作为优选，所述清液回流管沿所述沉砂暂存罐的径向伸入并沿所述沉砂暂存罐周向延伸，所述清液导出口设置于所述清液回流管伸入所述沉砂暂存罐的管道末端，所述清液导出口所在的末段管道朝向与所述含砂料液旋流方向相反，并与靠近所述沉砂暂存罐的清液回流管之间呈一定夹角，该夹角范围在大于90°及小于180°之间。

作为优选，所述清液导出口所在的末段管道与靠近所述沉砂暂存罐的清液回流管之间呈135°夹角。

作为优选，所述含砂料液导出管上设有用于控制含砂料液导入流速的进料阀，所述清液回流管上设有用于控制清液回流速度的出料阀，所述沉砂暂存罐的顶部设置有放空阀。

作为优选，所述排砂装置为排砂螺旋。

作为优选，所述排砂装置包括输送筒体和螺旋叶片，所述输送筒体的一端与所述沉砂导出口连通，其另一端设置有排砂口；所述螺旋叶片设置于所述输送筒体内以推动沉砂向所述排砂口螺旋移动。

与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果在于：

1、本实用新型利用旋流沉降原理在厌氧罐和沉砂暂存罐中分步分离沉砂，并通过将厌氧罐和沉砂暂存罐的底部设置为漏斗形以保证无沉砂堆积死角，除砂效果显著；

2、本实用新型通过将含砂料液导入口设置为沿所述沉砂暂存罐的周向，充分利用了含砂料液导入过程中的推力使含砂料液呈旋流状态流动，这种旋流方式无需搅拌、更为节能。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的用于厌氧发酵的沉砂去除系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的沉砂暂存罐与含砂料液导出管和清液回流管的连接示意图；

图3为本实用新型实施例提供的排砂螺旋的结构示意图；

以上各图中：1、厌氧罐；2、含砂料液导出口；3、含砂料液导出管；4、进料阀；5、沉砂暂存罐；6、沉砂导出口；7、排砂装置；71、输送筒体；72、螺旋叶片；8、清液回流管；9、回流泵；10、出料阀；11、放空阀；12、含砂料液导入口；13、清液导出口；14、排砂口。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

如图1和图2所示，本实用新型涉及一种用于厌氧发酵的沉砂去除系统，该系统包括厌氧罐1，还包括沉砂暂存罐5、含砂料液导出管3和排砂装置7；厌氧罐1的底部设置为漏斗形，其底部还设有含砂料液导出口2；含砂料液导出管3的一端与含砂料液导出口2连通，其另一端与沉砂暂存罐5连通；含砂料液导出管3与沉砂暂存罐5连通的一端设有含砂料液导入口12，含砂料液导入口12沿沉砂暂存罐5周向设置，以使含砂料液沿沉砂暂存罐5周向导入并呈旋流状态流动；沉砂暂存罐5的底部设置为漏斗形，其底部还设有沉砂导出口6，排砂装置7与沉砂导出口6连通，以使旋流沉降在沉砂暂存罐5底部的沉砂排出。

如图1所示，该系统中的厌氧罐1用于厌氧发酵，需要说明的是，将厌氧罐1的底部设置为漏斗形是为了在厌氧发酵的搅拌过程中，利用旋流沉降原理，使沉砂向漏斗形厌氧罐底部的最底端聚集，进而从含砂料液导出口2导出，保证了厌氧罐1中无沉砂堆积死角。此外，本实施例中，含砂料液导出口2设置在漏斗形厌氧罐底部的最底端，以使厌氧罐1底部聚集的含砂料液全部从含砂料液导出口2导出。

如图1所示，该系统中的沉砂暂存罐5用于储存含砂料液并进一步分离沉砂，需要说明的是，沉砂暂存罐5的底部设置为漏斗形，与厌氧罐1的底部相同，也是为了利用旋流沉降原理，使沉砂向漏斗形沉砂暂存罐底部的最底端聚集，进而从沉砂导出口6导出，保证了沉砂暂存罐5中无沉砂堆积死角。此外，本实施例中，沉砂导出口6设置在漏斗形沉砂暂存罐底部的最底端，以使沉砂暂存罐5底部聚集的沉砂全部从沉砂导出口6导出。

如图1和图2所示，该系统中的含砂料液导出管3用于将厌氧罐1底部的含砂料液导入沉砂暂存罐5，需要说明的是，将含砂料液导出管3的含砂料液导入口12设置为沿沉砂暂存罐5的周向，是为了利用含砂料液导入过程中的推力，沿沉砂暂存罐5的周向推动含砂料液使之呈旋流状态流动，这种旋流方式无需搅拌、更为节能，而且操作简单、便于控制。

如图2所示，含砂料液导出管3与沉砂暂存罐5的具体连接方式为：含砂料液导出管3沿沉砂暂存罐5的径向伸入并沿沉砂暂存罐5周向延伸，含砂料液导入口12设置于含砂料液导出管3伸入沉砂暂存罐5的管道末端，含砂料液导入口12所在的末段管道与靠近沉砂暂存罐5的含砂料液导出管3之间呈一定夹角，该夹角范围在大于90°及小于180°之间，尤其以135°对于含砂料液的导入和旋流为最佳。本实施例中，含砂料液导入口12所在的末段管道与靠近沉砂暂存罐5的含砂料液导出管3之间呈135°夹角设置，含砂料液沿呈角度设置的含砂料液导出管3导入沉砂暂存罐5，进而推动沉砂暂存罐5中的含砂料液沿周向旋转呈旋流状态流动，图2中箭头指示方向为含砂料液的旋流方向，这种135°夹角设置方式能够最大程度的利用含砂料液导入过程中的推力。可以理解的是，本领域技术人员还可以采用其他合理的方式设置含砂料液导出管3和含砂料液导入口12，只要能够使含砂料液导入口12沿沉砂暂存罐5周向设置，以使含砂料液可以呈旋流状态即可。

本实施例中，该系统中的排砂装置7在本实施例中为一种排砂螺旋。如图3所示，排砂装置7包括输送筒体71和螺旋叶片72，输送筒体71的一端与沉砂导出口6连通，其另一端设置有排砂口14；螺旋叶片72设置于输送筒体71内以推动沉砂向排砂口14螺旋移动。使用时，通过转动螺旋叶片72推动输送筒体71内的沉砂沿螺旋叶片72的表面螺旋移动，使沉砂从沉砂导出口6移动至排砂口14，进而排出。可以理解的是，本实用新型的排砂装置7并不局限于本实施例中的排砂螺旋，本领域技术人员还可以采用其他本领域常用的排砂装置，只要达到快速、有效排砂的目的即可。

为了减少料液的浪费，如图1和图2所示，该系统进一步还包括清液回流管8，清液回流管8的一端与沉砂暂存罐5连通，其另一端与厌氧罐1连通，清液回流管8上设有回流泵9，以使沉砂暂存罐5的上层清液回流至厌氧罐1。需要说明的是，如图1所示，在本实施例中，清液回流管8与沉砂暂存罐5的连接处位于含砂料液导出管3与沉砂暂存罐5的连接处的上方，以避免含砂料液中的沉砂未经分离直接流入清液回流管8。

进一步的，如图2所示，清液回流管8与沉砂暂存罐5连通的一端设有清液导出口13，清液导出口13方向与含砂料液旋流方向相反设置，以降低清液回流管8吸入沉砂的概率，有利于保证除砂效果。如图2所示，清液回流管8与沉砂暂存罐5的具体连接方式为：清液回流管8沿沉砂暂存罐5的径向伸入并沿沉砂暂存罐5周向延伸，清液导出口13设置于清液回流管8伸入沉砂暂存罐5的管道末端，清液导出口13所在的末段管道朝向与含砂料液旋流方向相反，并与靠近沉砂暂存罐5的清液回流管8之间呈一定夹角，该夹角范围在大于90°及小于180°之间，尤其以135°对于上层清液的回流为最佳。本实施例中，清液导出口13所在的末段管道与靠近沉砂暂存罐5的清液回流管8之间呈135°夹角设置，上层清液沿呈角度设置的清液回流管8吸入，这种135°夹角设置方式在避免吸入沉砂的同时最大程度的减小了上层清液的吸入阻力，有利于降低能耗。可以理解的是，本领域技术人员还可以采用其他合理的方式设置清液回流管8和清液导出口13，只要能够使清液导出口13朝向与含砂料液旋流方向相反，以避免将沉砂吸入清液回流管8即可。

为了便于控制除砂操作，如图1所示，含砂料液导出管3上设有用于控制含砂料液导入流速的进料阀4，通过调节进料阀4控制含砂料液导入流速，以适用于处理不同含砂量的含砂料液。

进一步的，如图1所示，清液回流管8上设有用于控制清液回流速度的出料阀10，通过同时调节进料阀4和出料阀10，使含砂料液导入流速与清液回流速度相匹配，保证含砂料液中的沉砂有足够的旋流沉降时间，有利于保证除砂效果，可适用于处理不同含砂量的含砂料液。

再进一步，如图1所示，沉砂暂存罐5的顶部还设置有放空阀11。使用时，打开放空阀11，沉砂暂存罐5内为敞开空间，通过进料阀4和出料阀10的交替开启，可实现除砂工作的间断操作；关闭放空阀11，沉砂暂存罐5内为封闭空间，同时打开进料阀4和出料阀10，开启回流泵9和所述排砂装置，可实现除砂工作的连续操作。通过设置的放空阀11，配合进料阀4和出料阀10，实现了除砂工作的间断操作与连续操作状态的切换，适用于不同流体状态和含砂量的除砂工作。

该系统的工作原理如下：

随着厌氧发酵的搅拌，厌氧罐1中的沉砂通过旋流沉降作用沉降至厌氧罐1底部，设置为漏斗形的厌氧罐底部将沉砂向含砂料液导出口2聚集。进而，通过含砂料液导出管3将含砂料液沿沉砂暂存罐5的周向导入沉砂暂存罐5中，并推动含砂料液呈旋流状态流动。随后，含砂料液中的沉砂通过旋流沉降作用沉降至沉砂暂存罐5底部，设置为漏斗形的沉砂暂存罐底部将沉砂向沉砂导出口6聚集。最后，通过排砂装置7将旋流沉降在沉砂暂存罐5底部的沉砂排出。同时，沉砂暂存罐5内的清液在回流泵9的作用下，经清液回流管8回流至厌氧罐1。

本实用新型利用旋流沉降原理在厌氧罐1和沉砂暂存罐5中分步分离沉砂，并通过将厌氧罐1和沉砂暂存罐5的底部设置为漏斗形以保证无沉砂堆积死角，除砂效果显著。而且，本实用新型通过将含砂料液导入口12设置为沿沉砂暂存罐5的周向，充分利用了含砂料液导入过程中的推力使含砂料液呈旋流状态流动，这种旋流方式无需搅拌、更为节能。