本發(fā)明涉及一種厭氧生物反應器，具體是一種渠道組合多功能厭氧反應器。

背景技術(shù)：

針對多年制約沼氣事業(yè)發(fā)展的諸多問題，如：小型沼氣池故障率高的問題、大中型沼氣池建設管理困難的問題、無法建造大容量厭氧設備的問題特發(fā)明本《渠道組合厭氧反應器》技術(shù)；本發(fā)明可有效解決厭氧生物技術(shù)應用的瓶頸問題、保證沼氣池建設和使用的成功率、延長沼氣池壽命，減少故障率、提高沼氣生產(chǎn)儲存安全、解決不能建造特大型沼氣池問題、給城鎮(zhèn)生活垃圾掩埋和農(nóng)作物秸稈焚燒帶來解決方案、可降低污水處理費用、能有效的促進環(huán)境保護和能源建設。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供了一種建造簡單，使用管理方便，能提高經(jīng)濟效率，保護生態(tài)環(huán)境，促進能源發(fā)展的渠道組合多功能厭氧反應器。

本發(fā)明解決技術(shù)問題提供如下方案：

一種渠道組合多功能厭氧反應器，包括位于地表的好氧反應池，位于地下的厭氧反應池，其特征在于：所述好氧反應池的上方罩蓋有太陽能保溫棚，所述厭氧反應池的上方設有儲氣室，所述儲氣室固定在厭氧反應池內(nèi)壁上，所述儲氣室是一個開口向下的容器，所述儲氣室的上端和側(cè)壁密封，所述儲氣室的上方設有好氧反應池，所述儲氣室上連通有多個沼氣管道，所述厭氧反應池的一端設有沼渣池，所述沼渣池內(nèi)安裝有排渣泵，所述排渣泵將沼渣池內(nèi)的沼渣向上輸送到位于地表的沉淀過濾池內(nèi)，所述沉淀過濾池通過管道連通好氧反應池，所述好氧反應池另一端連接進料預加熱池，所述厭氧反應池采用渠道S盤旋設計建造，增加了厭氧反應器長度，以延長水力滯留期。

所述厭氧反應池的內(nèi)墻側(cè)壁上的支柱和過梁上設置工作通道。

所述厭氧反應池前設置有預處理池、加熱沉淀池，兩池末端設置濾水篦子和撈污器，加熱池內(nèi)安裝加熱盤管，以提高即將發(fā)酵原料的溫度，預加熱池出料口端設有提升式閘門。

所述工作通道上固定安裝有攪拌器，下部插入固定支座的預留孔里，為了能使螺旋槳工作范圍擴大，可選用有一定活動半徑的攪拌設備。

所述工作通道的下表面設有倒型氣液分離傘。

所述厭氧反應池前端連接有垃圾分揀區(qū)和秸稈粉碎區(qū)，所述垃圾分揀區(qū)和秸稈粉碎區(qū)分別連通預處理池。

本發(fā)明的厭氧區(qū)在厭氧池的下部，此區(qū)是厭氧設備的主要部位，厭氧器的大部分功能都是在這一區(qū)域完成，如：供料、細菌繁殖、沼氣產(chǎn)生、沼渣運行等，厭氧區(qū)內(nèi)設攪拌裝置、加溫裝置、污泥運行刮板和絞龍、感溫裝置和檢測感應器等。儲氣區(qū)位于厭氧設備中上部，作用是用來收集沼氣和儲存沼氣，儲氣室要有一定的高度，以符合儲存沼氣并能利用沼液對沼氣加壓。水壓區(qū)在厭氧池的最上端，是儲存沼液的地方，其主要作用是對它下面的沼氣進行加壓，根據(jù)設置在出料端和進料端的單向拍門，達到加壓和循環(huán)的作用，用該方案建造大型沼氣池或污水處理廠使用的厭氧設備時，保證水力滯留期的情況下，利用上部水壓池加催化劑，或種植水生植物，可以實現(xiàn)沼液好氧處理，污水達標排放，實現(xiàn)節(jié)約經(jīng)濟減少污染的目的，(試驗表明經(jīng)厭氧處理去除化學含氧量COD后的污水，更適合好氧處理)。

在厭氧反應池前設置有預處理池、加熱沉淀池，兩池末端設置濾水篦子和撈污器，加熱池內(nèi)安裝加熱盤管，以提高即將發(fā)酵原料的溫度，進料口端設有提升式閘門，用以阻斷和控制預處理池和加熱池中原料污水進入?yún)捬醴磻鞯牧?。厭氧反應池采用渠道S盤旋設計建造，增加了厭氧反應器長度，以延長水力滯留期，節(jié)約建造成本和占地面積。在各道反應器池壁內(nèi)的中上部，分段組合安裝收集式儲氣室，儲氣室上面為水壓池，儲氣室高度要求同一種規(guī)格，同一種水平位置牢牢地固定在池壁和過梁上，以免沼氣儲存量大時儲氣室上浮；儲氣室頂部的輸氣管把所有的儲氣室連接一起輸出沼氣至下一級，每個儲氣室輸出管道都單獨安裝沼氣閥門，用于關(guān)閉該儲氣室與主管道的連接，利于檢修拆卸，在每個儲氣室輸氣管到閥門之間需要安裝一個負壓閥，以免儲氣室在抽渣過量時產(chǎn)生負壓毀壞儲氣室。在厭氧反應器里分部設計多功能工作孔，工作孔的功能是：方便安裝維修螺旋槳式攪拌設備、加熱設備、感應器和抽取化驗檢測樣本；多功能工作孔設計要求：一、要有堅實的牢固性，抗擾動能力強、密封效果好，二、易于安裝檢修設計的各種設備，上部高度要求高出水壓池水面，最好與厭氧池池壁頂端齊平，與工作通道相連，下部低于沼氣最大儲存面，最好與儲氣室底部齊平，三、工作 孔下面要設置倒型氣液分離傘以免產(chǎn)生的沼氣從孔內(nèi)流失。拍門：拍門的使用至少有2個，一個安裝在出水口儲氣室上面的隔水墻上，流向朝著進料口方向，另一個安裝在進料口擋水墻上，流向也是朝著進料口方向，已形成沼液回流目的，水壓池的水流方向與厭氧原料的水流方向相反。水位標尺：水位標尺是用來觀察檢測厭氧反應器池內(nèi)水位的高低，為生產(chǎn)、計算、管理沼氣池的依據(jù)。抽渣管：抽渣管用來抽取反應器內(nèi)沉渣，作出料使用，是更換發(fā)酵原料的必要設備，他的底端一般為厭氧反應器的最末端和最低點，它與出水口共同實現(xiàn)對厭氧反應器的水位控制。出水口：出水口設在出料間上部，其管口不能低于厭氧反應器正常生產(chǎn)水位，如低于最高水位要設置閘閥和抽水泵。池墻墻壁和梁：該厭氧反應器采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建造，墻壁厚度和選用材料要根據(jù)厭氧池高度幾何尺寸設計。

螺旋槳攪拌器的轉(zhuǎn)動電機通過傳動軸和渦輪帶到螺旋槳葉輪工作，攪拌器上部固定在多功能孔工作上，下部插入固定支座的預留孔里，為了能使螺旋槳工作范圍擴大，可選用有一定活動半徑的攪拌設備。加熱盤管、檢測感應裝置等都通過多功能工作孔安裝在厭氧反應器里，多功能工作孔下面設置可收起式倒型氣液分離傘，加熱盤管是用來給厭氧反應器加溫；檢測感應裝置：可根據(jù)要求設置溫度、壓力、PH、TS、VSS等多項檢測和感應器。收集式儲氣室：作為建造厭氧反應器主要的產(chǎn)品收集，儲氣室是用來收集、儲存能源的器件，因為該類型厭氧反應器集沼氣儲存、加壓于一體，對儲氣室有特殊的要求，它是需要固定在水中的一個口向下的容器，用來收集發(fā)酵液中的沼氣，把沼氣儲存在容器里，在日產(chǎn)量超不出儲氣室容量沒有剩余的情況下，也可以不使用儲氣罐，所以儲氣室要有一定的強度，要能承受住氣體上浮和水力下壓的雙層力。水壓：在儲氣室池的上部設有水壓池(好氧池)，水壓池里的水通過設置在出料口和進料口上的拍門，在沼氣增加時，水壓池水位上升，沼氣減少時水位下降，以實現(xiàn)沼氣加壓和循環(huán)的效果，水壓池的設計高度一般最好是露出地面，這樣當需要排出多余沼液時，可以自由排放到下一級處理，以節(jié)約能源。沼氣管道：用來把所有儲氣室收集的沼氣連通到一起供使用，在管道上分別安裝有閥門。加熱管道：加熱管道是用來把鍋爐、發(fā)動機余熱或太陽能等的熱量傳遞到厭氧反應器里的加熱盤管上，給反應器加熱。太陽能保溫棚：太陽能保溫棚是用來給反應器加溫、保溫和防風雨用的，其要有支柱、骨架和篷布，對于大型沼氣池支柱可以安裝在反應器墻壁上專門設 計的墻柱上，支柱可采用鋼筋混凝土支柱，金屬支柱等；骨架可采用金屬骨架，復合材料骨架；篷布可用聚乙烯塑料薄膜、玻璃鋼瓦、玻璃幕或其它保溫材料。

閘門位于預加熱池和厭氧池之間，用以控制原料進入?yún)捬醭?，閘板采用升降的方式。過料口設置在反應器底部，可以是長方形、方形或圓形，尺寸最好大于1平方米以上，避免堵塞和利于循環(huán)，過料口設置在底部的原因是更好地讓原料與底層污泥厭氧菌接觸，循環(huán)攪拌時能更好的讓底層物料流動，防止形成沉渣和死區(qū)，必要時可多設置幾道過料口。在反應器里下部為厭氧區(qū)，中上部為收集式儲氣室，儲氣室上是水壓池。螺旋槳式攪拌設備、加熱設備、檢測設備、倒傘狀氣液分離器與多功能工作孔配套設計分別安裝在過梁上，過梁橫向與池墻相連接，過梁作用是固定、支撐和安裝儲氣室、工作通道、多功能工作孔及其設備。工作通道：工作通道是用來工作人員生產(chǎn)、檢測、安裝維修的通道，在渠道式厭氧反應器中，工作通道一般都是橫向設計，與過梁同向，其材料可以是鋼構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、木制品復合材料等，支撐以靠在反應器池墻中設置的支柱和過梁上。抽渣出料：在反應器最末端設置單獨出渣間，抽渣間底部建造時要設置最低留有槽子，抽渣管的口安裝到槽低部。抽渣泵：選用大功率渦輪式抽渣泵，抽出的沼渣經(jīng)沉淀加工，沼渣可作工肥料，沼液過濾后仍可以回到反應器水壓區(qū)，以盡量減少排放。對于需要污水好氧處理的工廠廢水經(jīng)厭氧處理后，可利用水壓池回流，添加好氧添加劑或種植水生植物好氧后從另一端排出。拍門：拍門是安裝在出料口和進料口上方擋水墻上的單向水流控制器，其安裝高度在水壓池底部，流量要保證大于時間最大產(chǎn)沼氣量和時間最大用氣量。在整個厭氧反應器區(qū)域里的上方可設置建造大型保溫棚，以保溫、防雨和美化廠區(qū)環(huán)境。

為了處理木質(zhì)素類粗纖維原料秸稈和生活垃圾類原料，在厭氧池前設置多個預處理池，以使厭氧原料能更好的被消化分解，這些粗纖維原料經(jīng)過水解、酸化、腐蝕后變成容易消化的化合分解物后，經(jīng)厭氧器回流區(qū)抽出的沼液充分會和，經(jīng)過過濾篦子、閘門、撈污器、加熱后再經(jīng)過分料區(qū)閘門進入分料區(qū)。該厭氧反應器是有1—5組并列的渠道組合式厭氧反應器組成，可單獨對每道厭氧反應器進行供料，每道厭氧反應器單獨完成對分批次進料的發(fā)酵原料進行厭氧消化，每道反應器前都設置有閘門，用以控制該道反應器的原料供給和循環(huán)。經(jīng)過發(fā)酵厭氧處理一段時間的原料在給該道反應器進料的同時流進混合厭氧區(qū)和回流區(qū)，回流 區(qū)的沼液被抽液泵抽出反沖預發(fā)酵池里的原料，以達到進料、混合、循環(huán)的目的。這里要注意的是各個閘門開啟和關(guān)閉要根據(jù)事先設定好的程序進行，避免毀壞設備影響生產(chǎn)。直流區(qū)：直流區(qū)是一組單向不循環(huán)渠道組合厭氧反應器，器主要目的是繼續(xù)延長水力滯留期，延長厭氧發(fā)酵時間提高產(chǎn)能比，避免原料短路直接被出渣系統(tǒng)抽出，在直流區(qū)經(jīng)過連續(xù)厭氧發(fā)酵的沼渣、沼液最后才被排出厭氧池。該厭氧系統(tǒng)的攪拌、加溫、儲氣室集供氣、水壓、保溫等和前面介紹基本相同，若需要污水好氧功能只需要根據(jù)設計改變水壓池水流方向，拍門位置即可，這里不再一一介紹。垃圾分檢、秸稈粉碎不再在本發(fā)明范圍之內(nèi)，這里不再敘述。電力系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、輸配系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)是本渠道組合厭氧反應器必備設施。電力作為驅(qū)動、控制、檢測、照明不可缺少的能源，這里主要有兩種途徑，一、接市場電網(wǎng)，二、沼氣自行發(fā)電，多余電力可上網(wǎng)銷售。驅(qū)動系統(tǒng)：主要包括開關(guān)閘門電機、抽渣沼液循環(huán)泵電機、攪拌電機驅(qū)動以及與之有關(guān)的秸稈粉碎、垃圾分檢、物料投放輸配等電器設備。控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)主要是根據(jù)厭氧反應器生產(chǎn)情況，需要對各驅(qū)動電器、池內(nèi)溫度、沼氣輸配和檢測數(shù)據(jù)，通過各感應器和事先制定的程序進行自動化管理，以提高生產(chǎn)效率，減少人力資源。檢測系統(tǒng)：在這里檢測系統(tǒng)是厭氧生物技術(shù)特定的專用方法和設備，是給厭氧生物細菌提供生長條件收集數(shù)據(jù)的專用方法和設備，包括物理試驗法、化學實驗法和依靠電子技術(shù)開發(fā)的自動檢測控制設備，目前許多的檢測檢驗設備尚在開發(fā)之中，這里簡單列舉幾項需要開發(fā)的專用設備，比如：PH值檢測、化學需氧量COD檢測、固體懸浮物TS監(jiān)測、揮發(fā)性懸浮固體VSS監(jiān)測、厭氧產(chǎn)乙酸菌、厭氧產(chǎn)甲烷菌的活性監(jiān)測、揮發(fā)酸、乙酸、硫酸鹽等進行監(jiān)測的設備，沼氣甲烷、二氧化碳質(zhì)量檢測等。開發(fā)出這些設備，編寫出控制程序，結(jié)合溫度感應器、限位開關(guān)和各個驅(qū)動開關(guān)是建設完美渠道組合厭氧反應器的關(guān)鍵。輸配系統(tǒng)：輸配系統(tǒng)是產(chǎn)品安全利用于市場的系統(tǒng)，其設備包括：管道、脫硫塔、脫水器、阻火器、沼氣凈化器，還有供用戶使用的燃氣具、沼氣燈、沼氣鍋爐、發(fā)電機同屬于輸配系統(tǒng)，因有關(guān)設備目前應用比較成熟這里不再說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視示意圖。

圖3為本發(fā)明與生活垃圾利用渠道組合利用的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)側(cè)面剖面示意圖。

圖5為本發(fā)明各區(qū)域分部斷面示意圖。

圖4中的h是厭氧反應器總建筑高度；a是墊層基礎；b是厭氧池底板；c是厭氧發(fā)酵區(qū)；e儲氣區(qū)；f是水壓區(qū)；

具體實施方式

參見附圖，一種渠道組合多功能厭氧反應器，包括位于地表的好氧反應池1，位于地下的厭氧反應池3，所述好氧反應池1的上方罩蓋有太陽能保溫棚2，所述厭氧反應池3的上方設有儲氣室4，所述儲氣室4固定在厭氧反應池3內(nèi)壁上，所述儲氣室4是一個開口向下的容器，所述儲氣室4的上端和側(cè)壁密封，所述儲氣室4的上方設有好氧反應池1，所述儲氣室4上連通有多個沼氣管道5，所述厭氧反應池3的一端設有沼渣池6，所述沼渣池6內(nèi)安裝有排渣泵7，所述排渣泵7將沼渣池內(nèi)的沼渣向上輸送到位于地表的沉淀過濾池8內(nèi)，所述沉淀過濾池8通過管道9連通好氧反應池1，所述好氧反應池1另一端連接進料預加熱池10，所述厭氧反應池3采用S渠道19盤旋設計建造，增加了厭氧反應器長度，以延長水力滯留期。

所述厭氧反應池3的內(nèi)墻側(cè)壁上的支柱和過梁上設置工作通道11，厭氧反應池主要采用推流的工作方式。

所述厭氧反應池3前設置有預處理池12、加熱沉淀池10，兩池末端設置濾水篦子14和撈污器15，加熱池10內(nèi)安裝加熱盤管16，以提高即將發(fā)酵原料的溫度，預加熱池出料口端設有提升式閘門17。

所述工作通道11上固定安裝有攪拌器18，下部插入固定支座的預留孔里，為了能使螺旋槳工作范圍擴大，可選用有一定活動半徑的攪拌設備。

所述工作通道11的下表面設有倒型氣液分離傘13。

所述厭氧反應池前端連接有垃圾分揀區(qū)20和秸稈粉碎區(qū)21，所述垃圾分揀區(qū)和秸稈粉碎區(qū)分別連通預處理池。