專利名稱：新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種厭氧發(fā)酵裝置，特別是一種新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝置。
背景技術(shù)：
連續(xù)攪拌反應(yīng)器(continuous stirred tank reactor)簡稱CSTR，是一種密閉的 帶有攪拌裝置的槽式反應(yīng)器，是以前使用最多，適用范圍最廣的一種厭氧發(fā)酵裝置。它通過 連續(xù)的攪拌作用，使反應(yīng)器內(nèi)的底物和微生物始終處于完全混合狀態(tài)，且新進(jìn)原料能迅速 與反應(yīng)器內(nèi)全部發(fā)酵液混合均勻，底物濃度保持相對較低狀態(tài)，特別適用于高懸浮固體含 量的原料液的厭氧發(fā)酵。CSTR厭氧發(fā)酵裝置內(nèi)物料分布均勻，傳熱均衡，底物和微生物接觸 良好，反應(yīng)快速、高效，抗沖擊負(fù)荷能力強，且無浮渣結(jié)殼、堵塞、氣體逸出不暢和溝流等現(xiàn) 象，但由于HRT、SRT和MRT完全相等，排出的料液與發(fā)酵液的底物濃度相等，出料時微生物 也一并被排出，導(dǎo)致出料濃度較高，微生物流失嚴(yán)重；且為了使生長緩慢的產(chǎn)甲烷菌的增殖 和沖出速度保持平衡，HRT要求較長，一般要10 15d或更長的時間，裝置體積大，基建成 本高，還需要有足夠的攪拌，動力消耗大，故障頻率高，運行、維護費用高，且在大型生產(chǎn)規(guī) 模中難以做到完全混合，處理效果不佳；這種發(fā)酵裝置還是一個密閉整體，拆裝不便，進(jìn)出 料困難，且對裝置密閉性和抗壓強度要求高，制作難度大，使用壽命短；裝置內(nèi)無排渣裝置， 浮渣隨出水一并流出或聚集結(jié)殼，影響出水水質(zhì)，且不利于沼氣生成。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題，在于提供一種低恒壓厭氧、高效產(chǎn)氣、長泥齡、低 能耗、運行、維護方便的新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝置。本實用新型要解決的技術(shù)問題是這樣實現(xiàn)的一種新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝 置，包括厭氧發(fā)酵反應(yīng)器和固定在該厭氧發(fā)酵反應(yīng)器上的柔性覆皮，其特征在于所述厭氧 發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)自下而上設(shè)有一沼氣攪拌裝置、一多點式自旋轉(zhuǎn)布水裝置，以及一四項分離
ο所述四項分離器包括一可以支撐該四項分離器的中心管柱，以及圍繞該中心管柱 布置的一反應(yīng)區(qū)、一集氣區(qū)、一沉降區(qū)、一出水區(qū)以及一排渣區(qū)；所述反應(yīng)區(qū)、沉降區(qū)、出水 區(qū)以及排渣區(qū)均位于液面的下方，所述反應(yīng)區(qū)位于四項分離器的最底部，且排渣區(qū)以及出 水區(qū)在所述沉降區(qū)的上方由外而內(nèi)布置，所述集氣區(qū)分布于液面的上方。所述中心管柱的上端部開有收氣孔，所述的收氣孔為長形小孔環(huán)繞于中心管柱上 端部，形狀相同，大小相等，且對稱分布；所述中心管柱位于該收氣孔的下方分別設(shè)有延伸 出所述厭氧發(fā)酵反應(yīng)器外的出氣引管、出水引管以及排渣引管；所述中心管柱上位于反應(yīng) 區(qū)上段連接有一阻氣板，，該阻氣板通過一角鋼架固定，該阻氣板為敞口的倒棱臺結(jié)構(gòu)；所 述阻氣板的上方處圍繞所述中心管柱設(shè)有導(dǎo)流板，該導(dǎo)流板圍成的方體結(jié)構(gòu)的空間為所述 沉降區(qū)，且該導(dǎo)流板與所述阻氣板之間相隔一定距離作為沉降區(qū)入流口 ；所述中心管柱上還連接一用于回流污泥的反射椎，該反射椎位于所述阻氣板的下方并與阻氣板之間留有間 隙，該反射椎為錐形結(jié)構(gòu)；所述導(dǎo)流板的頂部由外而內(nèi)設(shè)有一排渣槽以及一出水槽，該排渣 槽和出水槽之間還設(shè)有一過水通道，該排渣槽內(nèi)的區(qū)域為所述排渣區(qū)，該出水槽內(nèi)的區(qū)域 為所述出水區(qū)，所述出水槽的底部通過一出水管連接所述中心管柱；所述排渣槽的底部通 過兩排渣管連接所述中心管柱。所述中心管柱由兩根封閉的上、下管段通過法蘭連接組成，該上、下管段為獨立管 段，上管段自上而下分為出氣段和出水段，且出氣段的底部引出一所述出氣引管，出水段的 底部引出一所述出水引管；下管段為排渣段，下管段的底部另設(shè)一排泥段，排泥段的底部還 設(shè)有一排泥斗，排渣段的底部引出一所述排渣引管，排泥斗的底部再引出一排泥引管；所述 出水區(qū)設(shè)有三角溢流堰，該三角溢流堰位于出水槽外壁的頂部，且排渣槽的內(nèi)壁高于出水 水位。所述多點式自旋轉(zhuǎn)布水裝置包括一進(jìn)水管、兩根布水管以及一配水罩；布水管上 設(shè)有噴孔，所述進(jìn)水管固定設(shè)置，且連接并貫通于所述中心管柱；所述配水罩可轉(zhuǎn)動地套于 所述中心管柱的外側(cè)，該配水罩與所述中心管柱之間形成同心環(huán)狀配水區(qū)；所述兩根布水 管橫向?qū)ΨQ地分布于所述配水罩的兩側(cè)，與所述配水罩固定連接并貫通，且該兩根布水管 與所述配水罩形成一可旋轉(zhuǎn)整體；所述兩布水管各自沿布水管縱軸面的一側(cè)上開設(shè)噴孔， 且左右兩布水管的噴孔朝向相反，且所述任一布水管上的噴孔沿旋轉(zhuǎn)中心向外方向孔徑呈 遞增趨勢，而相鄰兩孔的間距呈遞減趨勢；所述的布水管的末端斜向下彎曲，呈鉤狀，且不 做封堵。。 所述沼氣攪拌裝置包括分布于所述厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)的沼氣攪拌管道，以及設(shè)在 所述厭氧發(fā)酵反應(yīng)器外的一凈氣設(shè)備、一貯氣設(shè)備、一增壓裝置和一自控系統(tǒng)，所述凈氣設(shè) 備的輸入端連接于厭氧發(fā)酵罐的集氣區(qū)，輸出端通過所述貯氣設(shè)備與所述增壓裝置、沼氣 攪拌管道依次連接，所述自控系統(tǒng)再分別與所述增壓裝置和沼氣攪拌管道連接。所述沼氣攪拌管道固定于中心管柱的底部，包括復(fù)數(shù)根與所述中心管柱連接的布 氣管，該布?xì)夤芤灾行墓苤鶠檩S向外均勻散射分布，中心管柱在與布?xì)夤苓B接段由上下隔 板分隔，形成圓柱狀布?xì)鈪^(qū)，并與一外部進(jìn)氣管道連通；每根布?xì)夤苣┒烁鹘佑幸粰M管，橫 管以布?xì)夤転橹行淖笥覍ΨQ，該橫管的兩端口各由90°彎頭向上連接一豎管，該豎管的端 部由三通連接兩段出氣短管，該出氣短管連接有一帶單孔堵頭的90°彎管，所述的彎管朝 向一致，孔隙均勻；所述的凈氣設(shè)備包括相互連接的氣水分離器和氧化鐵脫硫裝置；所述 氣水分離器包括一外管以及穿設(shè)于該外管內(nèi)的一內(nèi)管，所述內(nèi)管的頂端具有與厭氧發(fā)酵罐 的集氣區(qū)連通的進(jìn)氣口，所述內(nèi)管的的下段設(shè)有可通向外管的布?xì)馇?；外管和?nèi)管之間的 空間內(nèi)的中段設(shè)有一孔網(wǎng)擋板，孔網(wǎng)擋板將外管和內(nèi)管之間的空間分為一上一下的液化室 和冷凝室，所述冷凝室的底部具有一排水口，所述液化室內(nèi)裝有玻璃珠，且液化室上部還具 有一用于連接所述氧化鐵脫硫裝置的出氣口 ；所述脫硫裝置為帶有混合雙腔的塔體結(jié)構(gòu)， 塔體中部為氧化鐵填充的脫硫?qū)?，脫硫?qū)拥纳戏綖樯匣旌锨唬路綖橄禄旌锨?，上混合腔?頂部具有一上進(jìn)氣口，下混合腔的底部具有一下進(jìn)氣口，脫硫?qū)觾?nèi)設(shè)有一中間出氣口，所述 上進(jìn)氣口和下進(jìn)氣口連接所述氣水分離器，所述中間出氣口連接所述增壓裝置；所述增壓 裝置包括相互連接的增壓機和貯壓罐；所述貯壓罐為立式罐體結(jié)構(gòu)，與增壓機配套使用，罐 體內(nèi)部為貯氣空腔，貯氣空腔的側(cè)壁開設(shè)一進(jìn)氣口連接所述增壓機，貯氣空腔的頂部設(shè)有一出氣口連接所述沼氣攪拌管道，鄰近所述出氣口處還設(shè)有一安全閥；所述自控系統(tǒng)包括 一可手動和自動的雙用控制柜以及至少一個電磁閥，所述各電磁閥連接在所述增壓機和沼 氣攪拌管道的布?xì)飧晒苤g并由所述雙用控制柜內(nèi)的循環(huán)繼電器控制啟、閉。所述柔性覆皮是通過一固定裝置固定在該厭氧發(fā)酵反應(yīng)器上，該固定裝置包括掛 鉤、固定卡扣和輔助管道，所述輔助管道與所述柔性覆皮連接固定，所述固定卡扣將輔助管 道抱緊，且該固定卡扣上還設(shè)有通孔，所述掛鉤穿設(shè)于該通孔中。所述固定卡扣由兩個對稱的帶短柄半圓環(huán)鎖付連接而成，兩半圓環(huán)中間形成用于容納所述輔助管道的空腔，該空腔的頂部不閉合而留有缺口，所述短柄下部開有恰可穿設(shè) 所述掛鉤的通孔；所述輔助管道連續(xù)穿插在用所述柔性厭氧覆皮周邊卷起并焊接而成的管 套中，該套管再穿插于所述固定卡扣的空腔內(nèi)，且所述柔性覆皮連接于所述管套的延伸部 分沿空腔的缺口外伸；所述掛鉤形狀如倒立的數(shù)字“5”，上端帶270°圓弧彎鉤，下端帶一 橫向短柄，并與所述彎鉤反側(cè)，且該彎鉤與橫向短柄之間由一長柄連接，所述橫向短柄預(yù)埋 于所述無蓋厭氧池周邊，所述彎鉤朝向池體外側(cè)，并穿設(shè)于所述固定卡扣通孔中。本實用新型的優(yōu)點在于整套裝置融合柔性覆皮特性和CSTR結(jié)構(gòu)優(yōu)點于一體，采 用低壓_恒壓_厭氧工藝實現(xiàn)高效產(chǎn)氣和凈水過程，采用無動力自旋轉(zhuǎn)布水器，布水均勻 恒定，無能耗；通過四項分離器的巧妙設(shè)計實現(xiàn)氣、液、泥、渣的有效分離，解決微生物流失 問題，延長SRT，達(dá)到提高產(chǎn)氣率的目的，并在一定程度上縮短HRT，減小裝置體積，降低基 建成本；裝置還設(shè)置專門得浮渣收集、排放構(gòu)件，有效降低浮渣對出水水質(zhì)及產(chǎn)氣過程的影 響；靈活應(yīng)用沼氣攪拌來實現(xiàn)發(fā)酵系統(tǒng)完全混合態(tài)，結(jié)構(gòu)簡單，造價便宜，自控程度高，混合 效果好，結(jié)合間歇性循環(huán)攪拌原理，產(chǎn)氣率高，能耗低，并可通過調(diào)整氣管布置形式適應(yīng)各 種規(guī)模的實際工程，以系統(tǒng)內(nèi)部生產(chǎn)的沼氣為攪拌氣源，充分利用再生能源，且沼氣可重新 回收利用，經(jīng)濟、環(huán)境效益并舉；輕便的覆皮封蓋，靈活的固定方式，制作簡單，拆、裝方便， 只需溢流液壓水封便可保證裝置密閉性，實現(xiàn)低壓厭氧發(fā)酵。

下面參照附圖結(jié)合實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明。圖1是本實用新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中主要顯示厭氧 發(fā)酵反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖Ia是圖1的中心部分的放大圖。圖2是圖1的A-A剖視示意圖。圖3是圖1的B-B剖視示意圖。圖4a和圖4b分別是本實用新型多點式自旋轉(zhuǎn)布水裝置的主視及俯視狀態(tài)結(jié)構(gòu)示 意圖。圖5是本實用新型中沼氣攪拌裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實用新型中沼氣攪拌裝置的沼氣攪拌管道的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7和圖8分別是不同視角的沼氣攪拌管道的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是本實用新型中沼氣攪拌裝置的氣水分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是本實用新型中沼氣攪拌裝置的氧化鐵脫硫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖Ila圖lib分別是本實用新型中柔性覆皮的固定裝置的主視及側(cè)視狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式請參閱 圖1至圖7所示，本實用新型的新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝置，包括厭氧 發(fā)酵反應(yīng)器10和固定在該厭氧發(fā)酵反應(yīng)器上的柔性覆皮20，所述厭氧發(fā)酵反應(yīng)器10內(nèi)自 下而上設(shè)有一沼氣攪拌裝置1、一多點式自旋轉(zhuǎn)布水裝置2，以及一四項分離器3。再圖1至圖3所示，所述四項分離器3包括一可以支撐該四項分離器的中心管柱 31，以及圍繞該中心管柱31設(shè)置的一反應(yīng)區(qū)3A、一集氣區(qū)3B、一沉降區(qū)3C、一出水區(qū)3D以 及一排渣區(qū)3E，所述反應(yīng)區(qū)3A、沉降區(qū)3C、出水區(qū)3D以及排渣區(qū)3E均位于液面的下方，所 述反應(yīng)區(qū)位3A于四項分離器的最底部，且排渣區(qū)3E以及出水區(qū)3D在所述沉降區(qū)3C的上方 由外而內(nèi)布置，所述集氣區(qū)3B分布于液面的上方。這種結(jié)構(gòu)的四項分離器，可達(dá)到氣、水、 泥、渣同步分離的效果。所述反應(yīng)區(qū)3A，集合了上升水流、反應(yīng)生成的上升氣流和下沉的回 流污泥三大比重各異的流體，形成循環(huán)流態(tài)，氣、水、固、渣充分混合，反應(yīng)徹底。所述中心管柱31的上端部開有收氣孔310，所述的收氣孔310為長形小孔環(huán)繞于 中心管柱上端部，形狀相同，大小相等，且對稱分布；所述中心管柱31位于該收氣孔310的 下方分別設(shè)有延伸出所述厭氧發(fā)酵反應(yīng)器10外的一出氣引管3110、出水引管3120以及排 渣引管3130 ；所述中心管柱31上位于反應(yīng)區(qū)3A上段連接有一阻氣板32，該阻氣板32通過 一角鋼架328固定，該阻氣板32為敞口的倒棱臺結(jié)構(gòu)；所述阻氣板32的上方處圍繞所述中 心管柱31設(shè)有導(dǎo)流板33，該導(dǎo)流板33圍成的方體結(jié)構(gòu)的空間為所述沉降區(qū)3C，且該導(dǎo)流 板33與所述阻氣板32之間相隔一定距離作為沉降區(qū)入流口 ；所述中心管柱31上還連接一 用于回流污泥的反射椎34，該反射椎34位于所述阻氣板32的下方并與阻氣板32之間留有 間隙作為污泥回流口，該反射椎34為錐形結(jié)構(gòu)；所述導(dǎo)流板33的頂部由外而內(nèi)設(shè)有一排渣 槽35以及一出水槽36，該排渣槽35和出水槽36之間還設(shè)有一過水通道37，該排渣槽35 內(nèi)的區(qū)域為所述排渣區(qū)3E，該出水槽36內(nèi)的區(qū)域為所述出水區(qū)3D，所述出水槽36的底部 通過一出水管362連接所述中心管柱31 ；所述排渣槽35的底部通過兩排渣管352連接所 述中心管柱31。所述中心管柱31由兩根封閉的上、下管段通過法蘭連接組成，該上、下管段為獨 立管段，上管段自上而下分為出氣段311和出水段312，且出氣段311的底部引出一所述出 氣引管3110，出水段312的底部引出一所述出水引管3120 ；下管段為排渣段313，下管段的 底部另設(shè)一排泥段314，排泥段314的底部還設(shè)有一排泥斗315，排渣段314的底部引出一 所述排渣引管3130，排泥斗315的底部再引出一排泥引管3140 ；所述出水區(qū)3D設(shè)有三角溢 流堰38，該三角溢流堰38位于出水槽36外壁的頂部并朝向中心管柱31，且排渣槽35的內(nèi) 壁高于出水水位。污水自布水裝置均勻分布于所述的反應(yīng)區(qū)3A底部，上升的水流和反應(yīng)生成的上 升氣流帶動反應(yīng)區(qū)3A內(nèi)的泥、水充分混合，加速厭氧反應(yīng)，氣體大量生成并攜帶泥水混合 液一起沿池體上升。三相混合液上升過程中隨著氣泡的合并密度逐漸減小，不斷向上流動， 直至到達(dá)阻氣板32，氣體折向集氣區(qū)3B，上升至液面，釋放到氣室，由收氣孔310導(dǎo)入至中 心管柱31，由出氣段311排出，與固、液分離。氣泡在上升過程夾帶小顆粒污泥和渣質(zhì)上浮 一并流入集氣區(qū)3B，漂浮于氣-液表面，最后通過兩排渣管35由排渣引管3130排出，并不斷帶動周邊浮渣向排渣槽35流動。與氣體分離后的污泥一部分回落至反應(yīng)區(qū)3A，一部分在 導(dǎo)流板3的引導(dǎo)下隨流體沿沉降區(qū)入流口進(jìn)入沉降區(qū)3C，做升流式沉降。在沉降區(qū)3C中， 污泥顆粒的活性低，數(shù)量少，有機質(zhì)濃度低，產(chǎn)氣甚微，對固液分離影響不大。消除了氣體的 提升作用，混合液在上升過程速度逐漸減慢，靠泥、水自身比重差異實現(xiàn)泥水分離，澄清液 通過過水通道溢流至三角堰38內(nèi)，由出水管排出；污泥沉降至阻氣板32內(nèi)側(cè)，沿壁滑落至 污泥回流口并經(jīng)反射椎34均勻分配至反應(yīng)區(qū)3A內(nèi)。回流污泥不含氣體，比重較反應(yīng)區(qū)3A 混合液大，與反應(yīng)區(qū)3A上升水流形成循環(huán)流態(tài)，促進(jìn)污泥顆粒和有機物的充分接觸，反應(yīng) 徹底。如圖4所示，所述多點式自旋轉(zhuǎn)布水裝置2包括一進(jìn)水管21、兩根布水管22以及 一配水罩23 ；布水管22上設(shè)有噴孔222，所述進(jìn)水管21固定設(shè)置，且連接并貫通于所述中 心管柱31 ；所述配水罩23可轉(zhuǎn)動地套于所述中心管柱31的外側(cè)，該配水罩23與所述中心 管柱31之間形成同心環(huán)狀配水區(qū)232 ；所述兩根布水管22橫向?qū)ΨQ地分布于所述配水罩 23的兩側(cè)，與所述配水罩23固定連接并貫通，所述配水罩23通過該同心環(huán)狀配水區(qū)232 即可實現(xiàn)對兩根布水管22均勻配水。且該兩根布水管22與所述配水罩23形成一可旋轉(zhuǎn) 整體；所述各布水管22各自沿布水管22縱軸面的一側(cè)上開設(shè)噴孔222，且左右兩布水管的 噴孔222朝向相反，且所述任一布水管22上的噴孔222沿旋轉(zhuǎn)中心向外方向孔徑呈遞增 趨勢，而相鄰兩孔的間距呈遞減趨勢；所述布水管22的末端斜向下彎曲，呈鉤狀，且不做封 堵。 由進(jìn)水管21引入的水均勻分布至與配水罩23連通的布水管22的末端，水流流經(jīng) 布水管22上不同位置、不同孔徑的噴孔222，以一定的速度噴出。噴孔222孔徑大小根據(jù) 不同位置布水點阻力損失差異的影響進(jìn)行合理設(shè)計，確保了各噴孔222流量和流速的均一 性。隨著水流的連續(xù)噴射，布水管22受射流產(chǎn)生的反推力作用繞進(jìn)水豎管自發(fā)旋轉(zhuǎn)而做圓 周運動，以對底部沉泥產(chǎn)生向心作用力，帶動沉泥向中心排泥斗靠攏，利于排泥，且水流沿 布水管2轉(zhuǎn)動軌跡均勻分布于厭氧發(fā)酵反應(yīng)器10內(nèi)。所述厭氧發(fā)酵反應(yīng)器10內(nèi)水量開始 上漲，逐漸沒過多點式自旋轉(zhuǎn)布水裝置2，此時布水管22受到靜水阻力影響轉(zhuǎn)速逐漸減小 直至達(dá)到某一平衡值，布水系統(tǒng)進(jìn)入了穩(wěn)定態(tài)，轉(zhuǎn)速恒定，布水均勻。噴孔222射流的攪動 和布水裝置2的轉(zhuǎn)動帶動周邊泥水充分混合，噴孔無堵塞，池底無沉泥，運行穩(wěn)定，且運行 階段噴孔222始終處于非靜置狀態(tài)，布水連續(xù)，也有效解決了傳統(tǒng)布水裝置慣有的堵塞問 題。所述的布水管22在自身水射反作用力推動下連續(xù)勻速轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)連續(xù)均勻布水的同時 充當(dāng)了攪拌器的作用，并結(jié)合了機械攪拌及水力攪拌特性于一身，起到了良好的泥水混合 效果，防止了厭氧發(fā)酵反應(yīng)器10底層積泥和局部短流現(xiàn)象，且無需外來動力設(shè)備，無能耗， 且因無附屬設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，制安、維護方便。如圖5至圖10所示，所述沼氣攪拌裝置1包括分布于所述厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)10的 沼氣攪拌管道11，以及設(shè)在所述厭氧發(fā)酵反應(yīng)器10外的一凈氣設(shè)備12、一貯氣設(shè)備13、一 增壓裝置14和一自控系統(tǒng)15，所述凈氣設(shè)備11的輸入端連接于厭氧發(fā)酵罐的集氣區(qū)3B， 輸出端通過所述貯氣設(shè)備13與所述增壓裝置14、沼氣攪拌管道11依次連接，所述自控系統(tǒng) 15再分別與所述增壓裝置14和沼氣攪拌管道11連接。所述的凈氣設(shè)備12進(jìn)一步包括相 互連接的氣水分離器121和氧化鐵脫硫裝置122。請主要參考圖6至圖8所示，所述沼氣攪拌管道11固定于中心管柱31的底部，包括復(fù)數(shù)根與所述中心管柱連接的布?xì)夤?11，該布?xì)夤?11以中心管柱31為軸向外均勻散 射分布，中心管柱31在與布?xì)夤?11的連接段由上下隔板分隔，形成圓柱狀布?xì)鈪^(qū)，并與一 外部進(jìn)氣管道112連通；每根布?xì)夤?11末端各接有一橫管113，橫管113以布?xì)夤?11為 中心左右對稱，該橫管113的兩端口各由90°彎頭114向上連接一豎管115，該豎管115的 端部由三通連接兩段出氣短管116，該出氣短管116連接有一帶單孔堵頭的90°彎管117， 所述的彎管朝向一致，孔隙均勻。 如圖9所示，所述氣水分離器121包括一外管1211以及穿設(shè)于該外管1211內(nèi)的 一內(nèi)管1212，所述內(nèi)管1211的頂端具有與厭氧發(fā)酵罐的集氣區(qū)連通的進(jìn)氣口 Q1，所述內(nèi)管 1211的的下段設(shè)有可通向外管1211的布?xì)馇?213 ；外管1211和內(nèi)管1212之間的空間內(nèi) 的中段設(shè)有一孔網(wǎng)擋板1214，孔網(wǎng)擋板1214將外管1211和內(nèi)管1212之間的空間分為一上 一下的液化室1215和冷凝室1216，所述冷凝室1216的底部具有一排水口 Q2，所述液化室 1215內(nèi)裝有玻璃珠1217，且液化室1215上部還具有一用于連接所述氧化鐵脫硫裝置122 的出氣口 Q3 ；如圖10所示，所述脫硫裝置122為帶有混合雙腔的塔體結(jié)構(gòu)，塔體中部為氧化鐵 填充的脫硫?qū)?221，脫硫?qū)?221的上方為上混合腔1222，下方為下混合腔1223，上混合腔 1222的頂部具有一上進(jìn)氣口 Q4，下混合腔1222的底部具有一下進(jìn)氣口 Q5，脫硫?qū)?221內(nèi) 設(shè)有一中間出氣口 Q6，所述上進(jìn)氣口 Q4和下進(jìn)氣口 Q5連接所述氣水分離器121，所述中間 出氣口 Q6連接所述增壓裝置13 ；所述增壓裝置14包括相互連接的增壓機141和貯壓罐142 ；所述貯壓罐142為立 式罐體結(jié)構(gòu)，與增壓機141配套使用，罐體內(nèi)部為貯氣空腔1422，貯氣空腔1422的側(cè)壁開設(shè) 一進(jìn)氣口 Q7連接所述增壓機141，貯氣空腔1422的頂部設(shè)有一出氣口 Q8連接所述沼氣攪 拌管道11，鄰近所述出氣口 Q8處還設(shè)有一安全閥1424 ；所述自控系統(tǒng)15包括一可手動和自動的雙用控制柜151以及至少一個電磁閥 152，所述各電磁閥152連接在所述增壓機141和沼氣攪拌管道11的布?xì)飧晒?11之間并 由所述雙用控制柜151內(nèi)的循環(huán)繼電器控制啟、閉。請主要參考圖Ila和圖lib所示，所述柔性覆皮20是通過一固定裝置6固定在該 厭氧發(fā)酵反應(yīng)器10上，該固定裝置6包括掛鉤61、固定卡扣62和輔助管道63，所述輔助管 道63與所述柔性覆皮20連接固定，所述固定卡扣62將輔助管道63抱緊，且該固定卡扣62 上還設(shè)有通孔626，所述掛鉤61穿設(shè)于該通孔626中。所述固定卡扣62由兩個對稱的半圓環(huán)621對接并通過六角螺栓622鎖付而成，兩 半圓環(huán)621中間形成用于容納所述輔助管道63的空腔623，該空腔623的頂部不閉合而留 有缺口 624，該兩半圓環(huán)621的下端還分別附帶有一短柄625，所述短柄625下部開有恰可 穿設(shè)所述掛鉤61的通孔626。所述輔助管道63連續(xù)穿插在所述柔性覆皮20周邊卷起并焊 接而成的管套202中，以與所述柔性覆皮20連接固定，該套管202再穿插于所述固定卡扣 62的空腔623內(nèi)，如此，所述固定卡扣62即可將輔助管道63抱緊，且所述柔性覆皮20連接 于所述管套202的延伸部分204再沿空腔623的缺口 624向外伸出。所述的掛鉤61形狀如 倒立的數(shù)字“5”，上端帶270°圓弧彎鉤611，下端帶一橫向短柄612，并與所述彎鉤611反 側(cè)，且該彎鉤611與橫向短柄612之間由一長柄613連接，所述橫向短柄612預(yù)埋于所述無 蓋厭氧池周邊(未圖示)，所述彎鉤611朝向池體外側(cè)，并穿設(shè)于所述固定卡扣62通孔626中。所述輔助管道63連續(xù)穿插于所述柔性覆皮20的周邊預(yù)制的管套202中，支撐著 柔性覆皮20并使之均勻分布在厭氧發(fā)酵反應(yīng)器10的發(fā)酵池上，改善柔性覆皮20的受力情 況，該輔助管道63可避免在柔性覆皮20上開孔，防止柔性覆皮20開裂現(xiàn)象發(fā)生。所述固 定卡扣62安裝方便，拆卸靈活，固定卡扣62的位置可隨所述柔性覆皮20膨脹形狀自動調(diào) 整，使各個掛鉤61處于最佳受力狀態(tài)。所述掛鉤61帶橫向短柄625，方便固著于所述無蓋 厭氧池周邊；270°圓弧的彎鉤，弧度大，且朝向與柔性覆皮20膨脹產(chǎn)生的拉力相反，可有 效防止套接的卡扣脫落現(xiàn)象。隨厭氧發(fā)酵反應(yīng)的進(jìn)行，氣體不斷生成，逸出液面，池內(nèi)氣壓 不斷上升，柔性覆皮20在氣壓作用下向外膨脹、擴張，受固定裝置限制而覆蓋于池面，不移 位。拆卸時，將固定卡扣62從掛鉤61上一一解下，柔性覆皮20和輔助管道63便可連帶卸 出ο本實用新型的工作原理 這種結(jié)構(gòu)的新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝置，污水自所述多點式自旋轉(zhuǎn)布水裝置 2的進(jìn)水管21通過中心管柱31進(jìn)入同心環(huán)狀配水區(qū)232，均勻分配到左右兩布水管22，以 一定的流速從各噴孔222噴出，噴孔222流速3 6m/s，水流在反應(yīng)區(qū)3A內(nèi)緩慢上升，上 升流速< lm/h，HRT長；噴射過程中射流對布水管22產(chǎn)生反向推力，由于兩布水管22開孔 方向反側(cè)，產(chǎn)生的力矩同向，從而帶動所述多點式自旋轉(zhuǎn)布水裝置2可動部分繞軸線背離 噴孔222方向旋轉(zhuǎn)；噴孔222均勻出水，布水管22勻速轉(zhuǎn)動，從而保證布水在整個厭氧發(fā)酵 反應(yīng)器10乃至每個布水噴孔222的均衡均量，實現(xiàn)厭氧發(fā)酵反應(yīng)器10布水在空間及時間 上的均勻性。水流的噴射和多點式自旋轉(zhuǎn)布水裝置2的旋轉(zhuǎn)，對周邊泥水同時產(chǎn)生水力攪 動和機械攪動，促進(jìn)泥水混合。所述多點式自旋轉(zhuǎn)布水裝置2下方沼氣攪拌裝置則以相對 較高的速度將沼氣自氣孔均勻射出，形成強烈的氣流攪動，并在明顯的氣、液密度差作用下 形成有力的上下對流，通過各向擾動迫使水流形成多個小渦旋，在整個反應(yīng)區(qū)3A內(nèi)循環(huán)流 動，使反應(yīng)區(qū)3A內(nèi)泥水混合充分，微生物與有機物接觸良好，降解、產(chǎn)氣速率提高，有效防 止池底沉泥。隨著厭氧發(fā)酵反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)區(qū)3A內(nèi)氣體大量生成并攜帶泥水混合液一起 沿池體上升，三相混合液上升過程中隨著氣泡的合并密度逐漸減小，不斷向上流動，直至到 達(dá)阻氣板32，氣體折向集氣區(qū)3B，上升至液面，釋放到氣室，由收氣孔導(dǎo)入氣管排出，與固、 液分離；氣泡在上升過程夾帶小顆粒污泥和渣質(zhì)上浮一并流入集氣區(qū)3B，形成浮渣漂浮于 氣_液表面，由排渣槽35排出，并不斷帶動周邊浮渣向排渣槽35流動；與氣體分離后的污 泥一部分回落至反應(yīng)區(qū)3A，一部分在導(dǎo)流板33的引導(dǎo)下隨流體沿沉降區(qū)3C入流口進(jìn)入出 水區(qū)3D，做升流式沉淀，沉淀速度1 2m/s。在沉降區(qū)3C內(nèi)，污泥顆粒的活性低，數(shù)量少， 有機質(zhì)濃度低，產(chǎn)氣甚微，對固液分離影響不大；由于消除了氣體的提升作用，混合液在上 升過程速度逐漸減慢，靠泥、水自身比重差異實現(xiàn)泥水分離，大大提高SRT，澄清液通過排渣 槽35和出水槽36間的過水通道37溢流至三角堰38內(nèi)，由出水引管3120排出；污泥沉淀 至阻氣板32內(nèi)側(cè)，沿壁滑落至污泥回流口并經(jīng)反射椎均勻分配至反應(yīng)區(qū)3A內(nèi)；回流污泥不 含氣體，比重較反應(yīng)區(qū)3A混合液大，與反應(yīng)區(qū)3A上升水流形成循環(huán)流態(tài)，促進(jìn)污泥顆粒和 有機物充分接觸，徹底反應(yīng)，部分沉泥在水力推動下逐漸向罐體底部中心排泥斗315集中， 由排泥引管3140排出。隨著集氣區(qū)3B中氣體的增加，柔性覆皮20逐漸膨脹鼓起，呈半球 狀，在固定裝置6的作用下穩(wěn)固地固定于厭氧發(fā)酵反應(yīng)器10上方，固定區(qū)邊緣水流沿縫溢出，形成一定水封液位， 使整個裝置處于密閉狀態(tài)，以保持恒定的低壓厭氧發(fā)酵環(huán)境。
權(quán)利要求一種新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝置，包括厭氧發(fā)酵反應(yīng)器和固定在該厭氧發(fā)酵反應(yīng)器上的柔性覆皮，其特征在于所述厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)自下而上設(shè)有一沼氣攪拌裝置、一多點式自旋轉(zhuǎn)布水裝置，以及一四項分離器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于所述四項分 離器包括一可以支撐該四項分離器的中心管柱，以及圍繞該中心管柱布置的一反應(yīng)區(qū)、一 集氣區(qū)、一沉降區(qū)、一出水區(qū)以及一排渣區(qū)；所述反應(yīng)區(qū)、沉降區(qū)、出水區(qū)以及排渣區(qū)均位于 液面的下方，所述反應(yīng)區(qū)位于四項分離器的最底部，且排渣區(qū)以及出水區(qū)在所述沉降區(qū)的 上方由外而內(nèi)布置，所述集氣區(qū)分布于液面的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于所述中心管 柱的上端部開有收氣孔，所述的收氣孔為長形小孔環(huán)繞于中心管柱上端部，形狀相同，大小 相等，且對稱分布；所述中心管柱位于該收氣孔的下方分別設(shè)有延伸出所述厭氧發(fā)酵反應(yīng) 器外的出氣引管、出水引管以及排渣引管；所述中心管柱上位于反應(yīng)區(qū)上段連接有一阻氣板，該阻氣板通過一角鋼架固定，該阻 氣板為敞口的倒棱臺結(jié)構(gòu)；所述阻氣板的上方處圍繞所述中心管柱設(shè)有導(dǎo)流板，該導(dǎo)流板圍成的方體結(jié)構(gòu)的空間 為所述沉降區(qū)，且該導(dǎo)流板與所述阻氣板之間相隔一定距離作為沉降區(qū)入流口 ；所述中心管柱上還連接一用于回流污泥的反射椎，該反射椎位于所述阻氣板的下方并 與阻氣板之間留有間隙，該反射椎為錐形結(jié)構(gòu)；所述導(dǎo)流板的頂部由外而內(nèi)設(shè)有一排渣槽以及一出水槽，該排渣槽和出水槽之間還設(shè) 有一過水通道，該排渣槽內(nèi)的區(qū)域為所述排渣區(qū)，該出水槽內(nèi)的區(qū)域為所述出水區(qū)，所述出 水槽的底部通過一出水管連接所述中心管柱；所述排渣槽的底部通過兩排渣管連接所述中 心管柱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于所述中心管 柱由兩根封閉的上、下管段通過法蘭連接組成，該上、下管段為獨立管段，上管段自上而下 分為出氣段和出水段，且出氣段的底部引出一所述出氣引管，出水段的底部引出一所述出 水引管；下管段為排渣段，下管段的底部另設(shè)一排泥段，排泥段的底部還設(shè)有一排泥斗，排 渣段的底部引出一所述排渣引管，排泥斗的底部再引出一排泥引管；所述出水區(qū)設(shè)有三角 溢流堰，該三角溢流堰位于出水槽外壁的頂部，且排渣槽的內(nèi)壁高于出水水位。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于所述多點式 自旋轉(zhuǎn)布水裝置包括一進(jìn)水管、兩根布水管以及一配水罩；布水管上設(shè)有噴孔，所述進(jìn)水管 固定設(shè)置，且連接并貫通于所述中心管柱；所述配水罩可轉(zhuǎn)動地套于所述中心管柱的外側(cè)， 該配水罩與所述中心管柱之間形成同心環(huán)狀配水區(qū)；所述兩根布水管橫向?qū)ΨQ地分布于所 述配水罩的兩側(cè)，與所述配水罩固定連接并貫通，且該兩根布水管與所述配水罩形成一可 旋轉(zhuǎn)整體；所述兩布水管各自沿布水管縱軸面的一側(cè)上開設(shè)噴孔，且左右兩布水管的噴孔 朝向相反，且所述任一布水管上的噴孔沿旋轉(zhuǎn)中心向外方向孔徑呈遞增趨勢，而相鄰兩孔 的間距呈遞減趨勢；所述的布水管的末端斜向下彎曲，呈鉤狀，且不做封堵。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于所述沼氣攪 拌裝置包括分布于所述厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)的沼氣攪拌管道，以及設(shè)在所述厭氧發(fā)酵反應(yīng)器 外的一凈氣設(shè)備、一貯氣設(shè)備、一增壓裝置和一自控系統(tǒng)，所述凈氣設(shè)備的輸入端連接于厭氧發(fā)酵罐的集氣區(qū)，輸出端通過所述貯氣設(shè)備與所述增壓裝置、沼氣攪拌管道依次連接，所 述自控系統(tǒng)再分別與所述增壓裝置和沼氣攪拌管道連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝置其特征在于所述沼氣攪拌管道固定于中心管柱的底部，包括復(fù)數(shù)根與所述中心管柱連接的布?xì)?管，該布?xì)夤芤灾行墓苤鶠檩S向外均勻散射分布，中心管柱在與布?xì)夤苓B接段由上下隔板 分隔，形成圓柱狀布?xì)鈪^(qū)，并與一外部進(jìn)氣管道連通；每根布?xì)夤苣┒烁鹘佑幸粰M管，橫管 以布?xì)夤転橹行淖笥覍ΨQ，該橫管的兩端口各由90°彎頭向上連接一豎管，該豎管的端部 由三通連接兩段出氣短管，該出氣短管連接有一帶單孔堵頭的90°彎管，所述的彎管朝向 一致，孔隙均勻；所述的凈氣設(shè)備包括相互連接的氣水分離器和氧化鐵脫硫裝置；所述氣水分離器包括 一外管以及穿設(shè)于該外管內(nèi)的一內(nèi)管，所述內(nèi)管的頂端具有與厭氧發(fā)酵罐的集氣區(qū)連通的 進(jìn)氣口，所述內(nèi)管的的下段設(shè)有可通向外管的布?xì)馇?；外管和?nèi)管之間的空間內(nèi)的中段設(shè) 有一孔網(wǎng)擋板，孔網(wǎng)擋板將外管和內(nèi)管之間的空間分為一上一下的液化室和冷凝室，所述 冷凝室的底部具有一排水口，所述液化室內(nèi)裝有玻璃珠，且液化室上部還具有一用于連接 所述氧化鐵脫硫裝置的出氣口 ；所述脫硫裝置為帶有混合雙腔的塔體結(jié)構(gòu)，塔體中部為氧 化鐵填充的脫硫?qū)?，脫硫?qū)拥纳戏綖樯匣旌锨唬路綖橄禄旌锨?，上混合腔的頂部具有一?進(jìn)氣口，下混合腔的底部具有一下進(jìn)氣口，脫硫?qū)觾?nèi)設(shè)有一中間出氣口，所述上進(jìn)氣口和下 進(jìn)氣口連接所述氣水分離器，所述中間出氣口連接所述增壓裝置；所述增壓裝置包括相互連接的增壓機和貯壓罐；所述貯壓罐為立式罐體結(jié)構(gòu)，與增壓 機配套使用，罐體內(nèi)部為貯氣空腔，貯氣空腔的側(cè)壁開設(shè)一進(jìn)氣口連接所述增壓機，貯氣空 腔的頂部設(shè)有一出氣口連接所述沼氣攪拌管道，鄰近所述出氣口處還設(shè)有一安全閥；所述自控系統(tǒng)包括一可手動和自動的雙用控制柜以及至少一個電磁閥，所述各電磁閥 連接在所述增壓機和沼氣攪拌管道的布?xì)飧晒苤g并由所述雙用控制柜內(nèi)的循環(huán)繼電器 控制啟、閉。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于所述柔性覆 皮是通過一固定裝置固定在該厭氧發(fā)酵反應(yīng)器上，該固定裝置包括掛鉤、固定卡扣和輔助 管道，所述輔助管道與所述柔性覆皮連接固定，所述固定卡扣將輔助管道抱緊，且該固定卡 扣上還設(shè)有通孔，所述掛鉤穿設(shè)于該通孔中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝置其特征在于所述固定卡扣由兩個對稱的帶短柄半圓環(huán)鎖付連接而成，兩半圓環(huán)中間形成用于容納 所述輔助管道的空腔，該空腔的頂部不閉合而留有缺口，所述短柄下部開有恰可穿設(shè)所述 掛鉤的通孔；所述輔助管道連續(xù)穿插在用所述柔性厭氧覆皮周邊卷起并焊接而成的管套中，該套管 再穿插于所述固定卡扣的空腔內(nèi)，且所述柔性覆皮連接于所述管套的延伸部分沿空腔的缺 口外伸；所述掛鉤形狀如倒立的數(shù)字“5”，上端帶270°圓弧彎鉤，下端帶一橫向短柄，并與所 述彎鉤反側(cè)，且該彎鉤與橫向短柄之間由一長柄連接，所述橫向短柄預(yù)埋于所述無蓋厭氧 池周邊，所述彎鉤朝向池體外側(cè)，并穿設(shè)于所述固定卡扣通孔中。
專利摘要本實用新型提供了一種新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝置，包括厭氧發(fā)酵反應(yīng)器和固定在該厭氧發(fā)酵反應(yīng)器上的柔性覆皮，其中所述厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)自下而上設(shè)有一沼氣攪拌裝置、一多點式自旋轉(zhuǎn)布水裝置，以及一四項分離器。其是一種低恒壓厭氧、高效產(chǎn)氣、長泥齡、低能耗、運行、維護方便的新型立式柔性覆膜厭氧發(fā)酵裝置。
文檔編號C12M1/02GK201634503SQ20102011060
公開日2010年11月17日 申請日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者張沖, 張華 申請人:張華;張沖