一种厌氧浮渣沉渣的去除系统及去除方法与流程

1.本发明涉及厌氧发酵的技术领域，尤其涉及一种厌氧浮渣沉渣的去除系统及去除方法。


背景技术：

2.在厌氧发酵中，浮渣和沉砂问题一直是工程运行中面临的主要瓶颈，轻质浮渣中纤维类原料，难降解进罐后易产生浮渣，严重的会影响厌氧体系的通透性和产沼率；大密度的硬质惰性物如砂砾等会沉积反应池底部，导致厌氧系统的稳定性变差；目前行业采用保守设计方案较多，通常采用不允许含纤维类的固渣有机质进罐或降低设计有机负荷的方式减少浮渣沉渣对厌氧系统的影响。
3.申请号为cn201621205380.3的现有技术，公开了一种厌氧罐除砂去浮渣装置，包括吸砂收集管、吸砂泵、管道式混合器、在线除砂器、螺旋压榨机、高压泵、回流阀、去浮渣阀、万向旋转接头、喷嘴、管道、控制系统；所述吸砂收集管置于发酵罐底部，在吸砂泵作用下将沉积泥沙吸出并送至管道混合器；所述管道混合器可实现泥沙高速剪切与碰撞，其出水进入在线除砂器进行砂水分离；所述高压泵通过管道将在线除砂器收集水槽中净水根据需要送至回流管路或去浮渣管路；所述回流管路末端置于罐体液位下以净水回流；所述去浮渣管路上安装去浮渣阀、万向旋转接头、喷嘴，可将净水喷向罐体液面以破碎浮渣；上述技术虽然将除砂和去浮渣两项功能进行了耦合，即从厌氧罐底部抽砂后，罐外旋流除砂，除砂后的沼液从液面上部喷淋破浮渣或回流，但厌氧罐系统的浮渣和沉渣是一个长时间的累计的现象，设计配套的设施设备固然可以起到除砂除渣的作用，但是系统的利用率过低，而且采用除砂后的沼液进行喷淋有一定的不确定性，过高的含砂量容易导致除砂环节沼液管道堵塞。


技术实现要素：

4.本发明要解决的主要技术问题是：提供一种厌氧浮渣沉渣的去除系统及去除方法，能够解决上述背景技术提到的问题。
5.为了解决上述的主要技术问题采取以下技术方案实现：
6.一种厌氧浮渣沉渣的去除系统，包括：
7.厌氧反应器，用于厌氧发酵，其表面连通有厌氧进料单元和厌氧出料单元，所述厌氧出料单元连通有用于反向冲洗各部位的反冲单元；
8.浮渣收集单元，设在厌氧反应器顶部，用于收集顶部浮渣；所述浮渣收集单元与反冲单元连通，以便浮渣收集单元第一次主动去浮渣至厌氧出料单元；
9.高压冲洗单元，与浮渣收集单元相通；在所述浮渣收集单元第一次主动排浮渣后，高压冲洗单元冲洗浮渣收集单元，并将厌氧反应器内的浮渣收集至浮渣收集单元，以便二次冲洗浮渣收集单元；
10.沉渣扰动单元，位于厌氧反应器底部且与反冲单元相通，以便反冲单元扰动厌氧
反应器底部沉渣，并在所述厌氧出料单元出料时，将沉渣送出厌氧反应器。
11.优选地，所述浮渣收集单元包括至少一个架设在厌氧反应器内壁的浮渣收集槽；所述浮渣收集槽的槽底有大于5
‰
的冲洗坡道；所述高压冲洗单元包括集渣冲洗管和排渣冲洗管；所述集渣冲洗管用于将厌氧反应器顶部的浮渣送入浮渣收集槽，排渣冲洗管用于把浮渣从冲洗坡道的高位送至低位；所述反冲单元包括与浮渣收集槽一一对应的高位出液管；所述高位出液管的一端插入坡道低位，另一端与厌氧出料单元相通。
12.优选地，所述沉渣扰动单元包括多个环绕厌氧反应器底部一周设置的反冲喷嘴；所述反冲单元包括与反冲喷嘴一一对应的反冲扰动管；所述反冲扰动管与反冲喷嘴相通。
13.优选地，所述反冲喷嘴包括两个喷管；两个所述喷管成y形分布，且喷管的出口端有斜切口。
14.优选地，所述反冲单元还包括反冲泵；所述反冲泵的入口与厌氧出料单元相通，出口与反冲扰动管、高位出液管连通。
15.优选地，所述浮渣收集槽有四个且环绕厌氧反应器一周；所述集渣冲洗管有四个且均伸入厌氧反应器内；所述集渣冲洗管位于浮渣收集槽外且与浮渣收集槽间隔分布；所述排渣冲洗管位于浮渣收集槽冲洗坡道的上方；每一所述浮渣收集槽的两端均对应设有两个排渣冲洗管；所述排渣冲洗管底部朝向坡道低位弯曲。
16.优选地，所述高压冲洗单元还包括冲洗泵；所述冲洗泵的出口连通集渣冲洗管和排渣冲洗管。
17.优选地，所述浮渣收集槽的底部通过加强架安装在厌氧反应器内；所述浮渣收集槽为扇环形状；所述浮渣收集槽紧贴厌氧反应器内壁设置。
18.一种厌氧浮渣沉渣的去除方法，其特征在于，包括借助厌氧出料单元动作的浮渣去除方法和沉渣去除方法；所述浮渣去除方法包括以下步骤：
19.s1：厌氧进料单元对厌氧反应器进行进料，当进料液位到达浮渣收集槽的槽壁高位时，停止进料，进行厌氧发酵；当发酵进行一段时间厌氧反应器顶部产生浮渣时，控制系统连通高位出液管和厌氧出料单元，对浮渣收集槽内的沼液进行出液并对浮渣收集槽内的浮渣进行第一次主动去浮渣；
20.s2：当浮渣收集槽第一次排空后，排渣冲洗管冲洗浮渣收集槽；
21.s3：集渣冲洗管接通高压水，并将厌氧反应器顶部的浮渣溢流吹扫至浮渣收集槽内；吹扫一段时间后集渣冲洗管关闭，排渣冲洗管第二次接通高压水冲洗浮渣收集槽，从而将浮渣再次送入高位出液管，并由高位出液管送至厌氧出料单元；冲洗结束后，关闭高压冲洗单元；
22.s4：设定反冲单元反向冲洗高位出液管、浮渣收集槽的工作时间和工作频率，定期疏通自流管道；
23.所述沉渣去除方法包括以下步骤：
24.d1：打通反冲喷嘴和反冲扰动管，启动反冲单元，使厌氧反应器底部的沉渣松散稀释；
25.d2：根据需要，人为设定d1步骤的工作时间和工作频率；
26.d3：打通厌氧反应器的厌氧出料单元，沉渣在出料过程中被排出厌氧反应器。
27.与现有技术相比，本发明应用于厌氧发酵具备下列优点：
28.(1)将本系统并入到厌氧反应器的发酵系统中，借助日常的出料即能实现浮渣和沉渣的有效去除，不需要设置专门的浮渣和沉渣去除装置，并将偶尔使用的浮渣沉渣去除装置，优化为日常操作，既能保证厌氧反应器的浮渣、沉渣去掉效果，又能节省占地和节约系统功能投资。
29.(2)本发明的厌氧反应器通过增加浮渣收集槽、高位回液管，并借助低成本的高压冲洗单元，即可实现对浮渣的去除，结构简单，操作容易，投入成本低。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图做简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
31.图1为整体结构示意图；
32.图2为厌氧反应器的结构示意图；
33.图3为厌氧反应器的部分剖切示意图；
34.图4为反冲喷嘴的结构示意图；
35.图5为整体工艺流程示意图。
36.图中：1为厌氧反应器，2为厌氧进料单元，3为厌氧出料单元，4为浮渣收集槽，5为集渣冲洗管，6为排渣冲洗管，7为高位出液管，8为反冲喷嘴，9为反冲扰动管，10为喷管，11为反冲泵，12为冲洗泵，13为加强架。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。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。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。
38.请参阅图1-5所示，一种厌氧浮渣沉渣的去除系统，包括厌氧反应器1、浮渣收集单元、高压冲洗单元、沉渣扰动单元、反冲单元、厌氧进料单元2和厌氧出料单元3。
39.厌氧反应器1用于厌氧发酵，厌氧反应器1表面连通有厌氧进料单元2和厌氧出料单元3；厌氧进料单元2包括进料管；厌氧出料单元3包括出料管；进料管和出料管都连通有送料泵(图中未表示)，进料管和出料管有控制系统控制开合的阀门(图中未表示)。
40.厌氧出料单元3包括有反冲单元，反冲单元能够将厌氧反应器1的高压低浓沼液反向送回至各自流管内，从而完成冲洗避免堵塞；所述反冲单元包括反冲泵11；反冲泵11安装在厌氧反应器1的出料管的分支管路中，并对应有阀门控制其是否连通。
41.浮渣收集单元，包括至少一个浮渣收集槽4，浮渣收集槽4架设在厌氧反应器1的顶部，浮渣收集槽4的底部通过加强架13安装在厌氧反应器1的侧壁，浮渣收集槽4优选有四个，且环绕厌氧反应器1一周，厌氧反应器1顶部安装有盖子；浮渣收集槽4的形状为扇环形状，浮渣收集槽4紧贴厌氧反应器1内壁，多个扇环形状结构的浮渣收集槽4环绕一周能够在
保证结构稳定安全的同时又能够使浮渣收集槽4尽可能的大，从而保证浮渣收集效果；所述浮渣收集槽4的槽底有冲洗坡道，冲洗坡道有5
‰
的坡度；所述反冲单元包括与浮渣收集槽4一一对应的高位出液管7；所述高位出液管7一端插入坡道低位，另一端接通至厌氧反应器1的出口管上，同时能够连通反冲泵11的出口管线，高位出液管7的端部低于冲洗坡道表面；高位出液管7能够将浮渣收集槽4内的浮渣送入厌氧反应器1的出口管内；反冲泵11能够将反冲液送至高位出液管7，然后反向冲洗浮渣收集槽4。
42.高压冲洗单元包括冲洗泵12、集渣冲洗管5和排渣冲洗管6；所述集渣冲洗管5用于将厌氧反应器1顶部的浮渣送入浮渣收集槽4，排渣冲洗管6用于把浮渣从冲洗坡道的高位送至低位；冲洗泵12的入口连通清水，出口连通集渣冲洗管5和排渣冲洗管6；所述集渣冲洗管5有四个且均伸入厌氧反应器1内；所述集渣冲洗管5位于浮渣收集槽4外且与浮渣收集槽4间隔分布；集渣冲洗管5和排渣冲洗管6能够接通高压水；排渣冲洗管6位于浮渣收集槽4的上方，且正对浮渣收集槽4冲洗坡道高位的上方；每一个所述浮渣收集槽4的两端均对应设有两个排渣冲洗管6，所述排渣冲洗管6底部朝向坡道低位弯曲，从而将浮渣冲洗至高位出液管7内；随着发酵反应器内发酵的持续进行，浮渣收集槽4位于发酵液的液面下，连通高位回液管和厌氧出料单元3后，浮渣收集槽4内的浮渣和发酵液被送至下一单元，实现浮渣收集槽4的第一次主动排浮渣，此时大部分浮渣被送出厌氧反应器1，此时接通排渣冲洗管6，对集渣冲洗槽进行冲洗，冲洗结束后，将高压水接通集渣冲洗管5，集渣冲洗管5将残留在厌氧反应器1内壁的浮渣进行进一步吹扫，使厌氧反应器1内的浮渣溢流进浮渣收集槽4内，当浮渣收集槽4内液位再次到达高位后，集渣冲洗管5关闭，排渣冲洗管6打开进行冲洗浮渣收集槽4，从而将浮渣收集槽4内的浮渣二次送至高位出液管7，并排出厌氧反应器1；通过设置浮渣收集槽4和高位出液管7，实现对厌氧反应器1顶部的第一次排浮渣，通过高压冲洗单元的设置，能够对厌氧反应器1顶部进行第二次排浮渣，从而确保厌氧反应器1的排浮渣效果，同时占地少、投入成本维护成本低。
43.沉渣扰动单元，位于厌氧反应器1底部且与反冲单元相通，以便反冲单元扰动厌氧反应器1底部沉渣，并在所述厌氧出料单元3出料时，将沉渣送出厌氧反应器1；
44.沉渣扰动单元包括多个反冲喷嘴8；每一个反冲喷嘴8包括两个喷管10，两个所述喷管10成y形分布，且喷管10的出口端有斜切口；多个反冲喷嘴8环绕厌氧反应器1底部一周；所述反冲单元包括与反冲喷嘴8一一对应的反冲扰动管9；所述反冲扰动管9一端与反冲喷嘴8相通，另一端与反冲泵11相通；反冲泵11启动以后，打通反冲喷嘴8，从而利用反冲液对厌氧反应器1底部的沉渣进行高压扰动，使厌氧反应器1底部的沉渣变的松散，随后跟随厌氧反应器1出料一起排出沉渣沼液；控制系统能够控制沉渣扰动单元的工作时间和工作周期，还可控制反冲泵11、高压泵等工作的启停，图中省略了控制系统控制所需要的在线检测仪表，比如流量计、压力计、液位仪等，控制系统可以参考现有技术。
45.一种厌氧浮渣沉渣的去除方法，包括借助厌氧出料单元3动作的浮渣去除方法和沉渣去除方法，依赖厌氧反应器1出料、反冲单元的操作完成对厌氧反应器1的主动去浮渣和沉渣，从而将去浮渣和沉渣优化为日常操作，占地小且节省投资成本。
46.所述浮渣去除方法包括以下步骤：
47.s1：厌氧进料单元2对厌氧反应器1进行进料，当进料液位到达浮渣收集槽4的槽壁高位时，停止进料，进行厌氧发酵；当发酵进行一段时间厌氧反应器1顶部产生浮渣时，控制
系统连通高位出液管7和厌氧出料单元3，对浮渣收集槽4内的沼液进行出液并对浮渣收集槽4内的浮渣进行第一次主动去浮渣；
48.s2：当浮渣收集槽4第一次排空后，排渣冲洗管6接通高压水冲洗浮渣收集槽4，冲洗完成时，排渣冲洗管6关闭；
49.s3：集渣冲洗管5接通高压水，并将厌氧反应器1顶部的浮渣溢流吹扫至浮渣收集槽4内；吹扫一段时间后集渣冲洗管5关闭，排渣冲洗管6第二次接通高压水冲洗浮渣收集槽4，从而将浮渣再次送入高位出液管7，并由高位出液管7送至厌氧出料单元3；冲洗结束后，关闭高压冲洗单元；
50.s4：设定反冲单元反向冲洗高位出液管7、浮渣收集槽4的工作时间和工作频率，定期疏通自流管道；
51.所述沉渣去除方法包括以下步骤：
52.d1：打通反冲喷嘴8和反冲扰动管9，启动反冲单元，使厌氧反应器1底部的沉渣松散稀释；
53.d2：根据需要，人为设定d1步骤的工作时间和工作频率；
54.d3：打通厌氧反应器1的厌氧出料单元3，沉渣在出料过程中被排出厌氧反应器1。
55.需要说明的是，本发明中的“上、下、左、右、内、外”是以图中零部件的相对位置为基准定义的，只是为了描述技术方案的清楚及方便，应当理解，此方位词的应用对本技术的保护范围不构成限制。
56.以上所述的实施方式为优选实施方式而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特性进行等同替换，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。