厌氧罐加温系统和快速平稳升温方法与流程

本发明涉及污水处理厌氧罐设备技术领域，具体涉及一种厌氧罐加温系统和快速平稳升温方法。

背景技术

随着国内环保形式的严峻，工业废水处理越来越受到社会的关注。尤其冬季，气温降低，厌氧系统会随时面临开、停车的问题。以往冬季厌氧罐停车再启动时，受温度限制，需要逐渐通过外部加温来帮助厌氧罐内温度的提升，使厌氧菌恢复活性。而外部加温，则温度提升不均匀，缓慢；这样就使厌氧开车时间延长，影响生产运行，从处理量和处理效果上，都受到限制。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，提供一种能够快速平稳升温，确保生产稳定运行的厌氧罐加温系统和方法。

为此，采用的技术方案为一种厌氧罐加温系统，包括厌氧罐体、外部热水源、进水管、加热管线和出水管，所述加热管线设于所述厌氧罐体的内部，所述加热管线的两端分别与所述进水管和所述出水管连接，所述进水管和所述出水管分别穿出所述厌氧罐体的外部，所述进水管和所述出水管的外壁四周与所述厌氧罐体密封连接，所述进水管远离所述厌氧罐体的一端与所述外部热水源连接。

优选的，所述进水管上设有第一阀门，所述出水管上设有第二阀门，所述第一阀门和第二阀门均设于所述厌氧罐体的外部，所述第一阀门位于所述厌氧罐体和所述外部热水源之间。

优选的，所述进水管、加热管线和出水管均设为水平方向布置，所述加热管线包括直线管和圆弧管，所述直线管的两端分别与所述圆弧管连接，所述加热管线的流体流向呈“s”水平方向布满所述厌氧罐体的横截面内腔。

优选的，所述进水管、加热管线和出水管设为若干组且上下间隔设置，若干根所述进水管并联汇总成总进水管，所述总进水管与所述外部热水源连接；若干根所述出水管并联汇总成总出水管。

优选的，所述厌氧罐体的底板上设有支架，所述支架远离所述底板的一端与所述直线管连接。

优选的，所述进水管、加热管线和出水管均设为不锈钢钢管，焊缝均是氩弧焊打底，电焊覆盖的焊接方法，并且进行打压试验。

优选的，所述支架设为伸缩杆，所述支架包括内杆和外杆，所述内杆的一端与所述底板连接，所述内杆远离所述底板的另一端嵌入所述外杆中，所述外杆远离所述内杆的另一端设有支撑板，所述支撑板与所述直线管连接；所述厌氧罐体的顶端设有盖板，所述盖板的外侧设有电机，所述电机设于所述盖板的正中央，所述电机的输出轴上连接设有旋转轴，所述旋转轴远离所述电机的一端设有外螺纹，所述支撑板上设有第一套筒，所述第一套筒垂直向上且与所述支撑板贯穿连接，所述第一套筒的内部设为空腔，所述第一套筒的顶端设有螺母，所述第一套筒的底端设有堵盖，所述螺母设有内螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹配合；所述旋转轴上靠近所述盖板的一端连接设有第二套筒，所述第二套筒的内部设为空腔，所述第二套筒的顶端设有端盖，所述旋转轴向下穿过所述端盖，且与所述端盖固定连接，所述第一套筒的顶端嵌入所述第二套筒内，所述旋转轴旋紧在所述螺母上且所述旋转轴伸入所述第一套筒内，所述第二套筒的底端设有密封圈；所述第二套筒的外壁上设有叶片，所述叶片呈圆周均匀分布且上下间隔错开。

优选的，所述支撑板包括第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板和所述第二支撑板上下交替间隔设置，所述第一支撑板上设有若干个第一长孔，所述第二支撑板上设有若干个第二长孔，所述第一长孔的轴线和所述第二长孔的轴线相互垂直。

优选的，厌氧罐加温系统还包括处理器和温度传感器，所述温度传感器与所述处理器连接，所述第一阀门和第二阀门均设为电磁阀，所述处理器分别与所述第一阀门和第二阀门连接，所述处理器与所述电机连接；所述温度传感器安装于所述厌氧罐体内，所述温度传感器用于获取所述厌氧罐体内的废水温度并将温度的数值发送给所述处理器，所述处理器将打开或关闭的信号发送给所述第一阀门和第二阀门；所述处理器将启动或停止的信号发送给所述电机。

一种采用厌氧罐加温系统的快速平稳升温方法，包括以下步骤：

步骤1：在厌氧罐体内部布设加热管线，加热管线的两端分别与进水管和出水管连接，进水管和出水管穿出厌氧罐体的外部，进水管和出水管的外壁四周与厌氧罐体采用焊接密封连接，进水管通过外部管道与外部热水源连接；

步骤2：外部管道上增设热水输送泵，外部热水源采用生产剩余的温度大于或等于30℃，小于或等于80℃的热水，外部热水源的热水经热水输送泵持续输入加热管线内，与厌氧罐体内部的废水实现直接的冷热交换。

优选的，一种采用厌氧罐加温系统的快速平稳升温方法，还包括以下步骤：

步骤3：将所有的第一阀门由下往上依次编号为y1、y2、y3及y4；将所有的第二阀门由下往上依次编号为r1、r2、r3及r4，并将第一阀门和第二阀门的编号预设于处理器内；

步骤4：厌氧罐体内的温度传感器实时监测厌氧罐体内的废水温度并将温度的数值发送给处理器，当发送的数值低于设定的第一阈值时，打开所有的第一阀门和第二阀门，将生产剩余的温度大于或等于30℃，小于或等于80℃的热水持续通入多组加热管线；

步骤5：当温度传感器发送给处理器的数值达到设定的第二阈值时，处理器发送给y2和y4关闭的信号，同时处理器发送给r2和r4关闭的信号；

步骤6：当温度传感器发送给处理器的数值达到设定的第三阈值时，处理器发送给y1和y3关闭的信号，同时处理器发送给r1和r3关闭的信号。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的厌氧罐加温系统和方法，利用生产剩余的热水持续的输送至厌氧罐体内的加热管线，这样厌氧罐体内的废水与加热管线中流动的热水完成热交换，可使厌氧罐内废水温度由低于20℃稳定快速升温到30-38℃，时间比旧的加温方式缩短70-90％；能快速恢复厌氧菌的污泥活性，恢复厌氧罐处理废水的能力，确保生产的稳定运行。

2.本发明提供的厌氧罐加温系统和方法，通过监测厌氧罐内废水的温度和自动控制厌氧罐内废水的温度的方法，确保了厌氧罐内的废水温度能够快速平稳上升，满足厌氧罐正常启动运行的需求；并且能够确保厌氧罐内的废水温度稳定保持在30-38℃，为厌氧菌提供一个适宜生存的环境，使厌氧菌能够高效完成分解废水的目的，同时也节约了能源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明提供的厌氧罐加温系统的主视图；

图2为图1所示的厌氧罐加温系统的剖视图(加热管线在低位的状态)；

图3为图1所示的厌氧罐加温系统的剖视图(加热管线在高位的状态)；

图4为图2所示的a-a剖视图；

图5为图2所示的b-b剖视图；

图6为电气原理图；

11-厌氧罐体；12-外部热水源；13-进水管；14-加热管线；141-直线管；142-圆弧管；15-出水管；16-第一阀门；17-第二阀门；18-总进水管；19-总出水管；20-底板；21-支架；22-温度传感器；23-布水系统；24-支撑板；25-热水输送泵；26-盖板；27-电机；28-旋转轴；29-第一套筒；30-螺母；31-堵盖；32-第二套筒；33-端盖；34-密封圈；35-叶片；36-第一长孔；37-第二长孔；

211-内杆；212-外杆；241-第一支撑板；242-第二支撑板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

一种厌氧罐加温系统，如图1-图5所示，包括厌氧罐体11、外部热水源12、进水管13、加热管线14和出水管15，所述加热管线14设于所述厌氧罐体11的内部，所述加热管线14的两端分别与所述进水管13和所述出水管15连接，所述进水管13和所述出水管15分别穿出所述厌氧罐体11的外部，所述进水管13和所述出水管15的外壁四周与所述厌氧罐体11密封连接，所述进水管13远离所述厌氧罐体11的一端与所述外部热水源12连接。冬天时，厌氧罐体11内的废水温度有可能低于20℃，由于温度低厌氧菌的污泥活性不能激活，外部热水源12设为利用生产剩余的温度大于或等于30℃，小于或等于80℃的热水，经管道输送至进水管13，在外部管道上可设有热水输送泵25，这样热水可持续的输送至厌氧罐体11内的加热管线14，这样厌氧罐体11内的废水与加热管线14中流动的热水完成热交换，可使厌氧罐内废水温度由低于20℃稳定快速升温到30-38℃，时间比旧的加温方式缩短70-90％；能快速恢复厌氧菌的污泥活性，恢复厌氧罐处理废水的能力，确保生产的稳定运行。

所述进水管13上设有第一阀门16，所述出水管15上设有第二阀门17，所述第一阀门16和第二阀门17均设于所述厌氧罐体11的外部，所述第一阀门16位于所述厌氧罐体11和所述外部热水源12之间。第一阀门16和第二阀门17可选用手动调控的截止阀，以调节进水流量，从而可控制厌氧罐内的废水温度。

所述进水管13、加热管线14和出水管15均设为水平方向布置，所述加热管线14包括直线管141和圆弧管142，所述直线管141的两端分别与所述圆弧管142连接，所述加热管线14的流体流向呈“s”水平方向，所述加热管线14布满所述厌氧罐体11的横截面内腔。加热管线14可设在布水系统上方20-50cm处，使得厌氧罐内的废水能与加热管线14进行更好的热交换，直线管141可设为多根且平行间隔设置，直线管141的两端分别与圆弧管142焊接，圆弧管142可设为流线型，以减小热水流动的阻力，这样加大了加热管线14的散热面积，使得厌氧罐内的废水能够快速平稳升温。

为了能提高厌氧罐内热交换效率，优选的方案是所述进水管13、加热管线14和出水管15设为若干组且上下间隔设置，若干根所述进水管13并联汇总成总进水管18，所述总进水管18与所述外部热水源12连接；若干根所述出水管15并联汇总成总出水管19。根据厌氧罐的处理量和截面积，可在厌氧罐内设计多组进水管13、加热管线14和出水管15，每上下两组加热管线14可平行布置，上面一组加热管线14的直线管141可设置于下面一组加热管线14的圆弧管142的中心，这样更有利于厌氧罐内的废水与加热管线14进行热交换，且每组进水管13和出水管15上可设置第一阀门16和第二阀门17，以方便控制热水的进水量；通常将热交换面积和厌氧罐的截面积比值设为1:5，优选设为2:3，将加热管线14上下设为四组布置，通过上下叠加的方式加大了热交换面积，这样使得厌氧罐内的废水能够快速平稳升温。

为了保证换热系统正常运行，优选的方案是所述厌氧罐体11包括底板20，所述底板20上设有支架21，所述支架21远离所述底板20的一端与所述直线管141连接。支架21可设在两侧，支架21上可设有支撑板24，支撑板24上可设有管夹固定直线管141，或者直线管141可直接焊接固定于支撑板24上，支撑板24可上下均匀间隔一定的距离设置，这样加热管线14可上下间隔均匀，层层架设的方式布置在布水系统的上方20-50cm处，这样可防止加热管线14由于支撑不牢靠导致变形，有利于加热管线14与厌氧罐内的废水进行热交换，以实现厌氧罐内的废水能够快速平稳升温。

厌氧罐内的废水具有腐蚀性，为了延长使用寿命以及保证所有焊口的严密性，优选的方案是所述进水管13、加热管线14和出水管15均设为不锈钢钢管，焊缝均是氩弧焊打底，电焊覆盖的焊接方法，并且进行打压试验。直线管141与圆弧管142对焊时，在端面先打坡口，确保直线管141与圆弧管142的端面接触良好，再采用钨丝进行氩弧焊熔合，氩弧焊满后，再采用电焊覆盖焊满一圈，这样可确保焊口的严密性和牢靠性；再通入1mpa的气压进行保压10分钟，涂肥皂水查看各焊缝有无气泡出现，从而检验各焊缝是否有渗漏；由于进水管13、加热管线14和出水管15可采用不锈钢钢管制作，耐腐蚀，延长了该加温系统的使用寿命。

所述支架21设为伸缩杆，所述支架21包括内杆211和外杆212，所述内杆211的一端与所述底板20连接，所述内杆211远离所述底板20的另一端嵌入所述外杆212中，所述外杆212远离所述内杆211的另一端设有支撑板24，所述支撑板24与所述直线管141连接；所述厌氧罐体11的顶端设有盖板26，所述盖板26的外侧设有电机27，所述电机27设于所述盖板26的正中央，所述电机27的输出轴上连接设有旋转轴28，所述旋转轴28远离所述电机27的一端设有外螺纹，所述支撑板24上设有第一套筒29，所述第一套筒29垂直向上且与所述支撑板24贯穿连接，所述第一套筒29的内部设为空腔，所述第一套筒29的顶端设有螺母30，所述第一套筒29的底端设有堵盖31，所述螺母30设有内螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹配合；所述旋转轴28上靠近所述盖板26的一端连接设有第二套筒32，所述第二套筒32的内部设为空腔，所述第二套筒32的顶端设有端盖33，所述旋转轴28向下穿过所述端盖33，且与所述端盖33固定连接，所述第一套筒29的顶端嵌入所述第二套筒32内，所述旋转轴28旋紧在所述螺母30上且所述旋转轴28伸入所述第一套筒29内，所述第二套筒32的底端设有密封圈34；所述第二套筒32的外壁上设有叶片35，所述叶片35呈圆周均匀分布且上下间隔错开。电机27正向启动，带动旋转轴28转动，旋转轴28上的外螺纹与螺母30的内螺纹配合，由于内杆211和外杆212相嵌套，外杆212可沿着内杆211上下滑动，这样通过内杆211的滑动导向作用，螺母30、第一套筒29和支撑板24一起上升；当电机27反向启动时，带动旋转轴28转动，此时螺母30、第一套筒29和支撑板24一起下降，这样加热管线14在厌氧罐体11的底部加热的同时，通过支撑板24和加热管线14一起上下升降的同时对厌氧罐体11的内部的废水进行搅拌；旋转轴28转动，同时带动叶片35正向或反向转动，同时对厌氧罐体11的内部的废水进行搅拌，这样提升了换热效率，可以大大缩短加热时间，能使厌氧罐内的废水温度稳定快速升温，提升了厌氧罐处理废水的能力，确保生产的稳定运行。进水管13和加热管线14之间可连接有伸缩软管，以及出水管15和加热管线14之间可连接有伸缩软管，以方便加热管线14的提升和下降，为了方便上下多层加热管线14同时上下升降，可将多个进水管13和出水管15沿厌氧罐体11的横向错开设置；密封圈34可设在第二套筒32的底端，可防止废水进入第一套筒29内，长时间易造成对螺纹的腐蚀，从而影响设备的使用性能；另外外杆212的顶端可设为敞开。

所述支撑板24包括第一支撑板241和第二支撑板242，所述第一支撑板241和所述第二支撑板242上下交替间隔设置，所述第一支撑板241上设有若干个第一长孔36，所述第二支撑板242上设有若干个第二长孔37，所述第一长孔36的轴线和所述第二长孔37的轴线相互垂直。当支撑板24在上下升降的同时，通过第一长孔36和第二长孔37的交替变化，可以使厌氧罐体11的内部的废水混合均匀，实现快速升温的目的；第一支撑板241和第二支撑板242上也可以设置若干个小孔。

如图6所示，厌氧罐加温系统还包括处理器、显示屏和温度传感器22，所述温度传感器22与所述处理器连接，所述处理器与所述显示屏连接，所述第一阀门16和第二阀门17均设为电磁阀，所述处理器分别与所述第一阀门16和第二阀门17连接，所述处理器与所述电机27连接；所述温度传感器22安装于所述厌氧罐体11内，所述温度传感器22用于获取所述厌氧罐体11内的废水温度并将温度的数值发送给所述处理器，所述处理器将打开或关闭的信号发送给所述第一阀门16和第二阀门17；所述处理器将启动或停止的信号发送给所述电机27。冬季时，厌氧罐体11内的废水温度低，温度传感器22将检测到的废水温度的数值发送给处理器，并显示在显示屏上供操作工进行观察；当温度传感器22发送的数值低于设定的第一阈值时，即第一阈值设为20℃，处理器发送打开的信号给第一阀门16和第二阀门17，第一阀门16和第二阀门17打开，热水输送泵启动，生产剩余的热水可持续的输送至厌氧罐体11内的加热管线14，同时处理器发送启动的信号给电机27，电机27按照一定的速度正向转动一定的时间后，再反向转动一定的时间，这样交替运转，这样厌氧罐体11内的废水与加热管线14中流动的热水完成热交换，可使厌氧罐内的废水温度快速平稳上升；当温度传感器22发送的数值达到设定的第二阈值时，即第二阈值设为30℃，此时满足厌氧罐正常启动运行的需求。

一种采用厌氧罐加温系统的快速平稳升温方法，包括以下步骤：

步骤1：在厌氧罐体11内部布设加热管线14，加热管线14的两端分别与进水管13和出水管15连接，进水管13和出水管15穿出厌氧罐体11的外部，进水管13和出水管15的外壁四周与厌氧罐体11采用焊接密封连接，进水管13通过外部管道与外部热水源12连接；

步骤2：外部管道上增设热水输送泵，外部热水源12采用生产剩余的温度大于或等于30℃，小于或等于80℃的热水，外部热水源12的热水经热水输送泵持续输入加热管线14内，与厌氧罐体11内部的废水实现直接的冷热交换。

一种采用厌氧罐加温系统的快速平稳升温方法，还包括以下步骤：

步骤3：将所有的第一阀门16由下往上依次编号为y1、y2、y3及y4；将所有的第二阀门17由下往上依次编号为r1、r2、r3及r4，并将第一阀门16和第二阀门17的编号预设于处理器内。

步骤4：厌氧罐体11内的温度传感器22实时监测厌氧罐体11内的废水温度并将温度的数值发送给处理器，当发送的数值低于设定的第一阈值时，打开所有的第一阀门16和第二阀门17，将生产剩余的温度大于或等于30℃，小于或等于80℃的热水持续通入多组加热管线14；即第一阈值设为20℃，当温度传感器22检测到厌氧罐体11内的废水温度低于20℃时，所有的第一阀门16和第二阀门17全部打开，全部的加热管线14内持续通入热水，同时处理器发送给电机27启动的信号，则电机27得电转动，对厌氧罐体11内的废水进行搅拌混合均匀，以确保厌氧罐内的废水温度快速平稳上升。

步骤5：厌氧罐体11内的温度传感器22实时监测厌氧罐体11内的废水温度并将温度的数值发送给处理器，当发送的数值达到设定的第二阈值时，处理器发送给y2和y4关闭的信号，同时处理器发送给r2和r4关闭的信号，满足厌氧罐正常启动运行的需求；即第二阈值设为30℃，此时厌氧罐可正常启动运行，只需持续打开y1和y3，使其中一部分加热管线14持续通入热水，以确保厌氧罐内的废水温度稳定保持在30℃以上，为厌氧菌提供一个适宜生存的环境，使厌氧菌能够高效完成分解废水的目的。

步骤6：当温度传感器22发送给处理器的数值达到设定的第三阈值时，处理器发送给y1和y3关闭的信号，同时处理器发送给r1和r3关闭的信号，及处理器发送给电机27关闭的信号，则电机27失电停止转动。第三阈值可设为38℃，此时需关闭所有的阀门，加热管线14无需通入热水，厌氧罐即可正常运行，同时也可将电机27失电停止转动，这样可保证为厌氧菌提供一个适宜生存的环境，防止废水的温度过高导致厌氧菌的活性失效，同时也节约了能源。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。