申请日2018.04.10
公开(公告)日2018.12.28
IPC分类号C02F11/04
摘要
本实用新型公开一种高含固污泥厌氧消化的实验装置，包括反应器本体、搅拌装置、沼气收集装置和加热装置，所述反应器本体设置有夹层，顶部设置有夹层温度计接口、进料口，内层温度计接口、出气口和pH计接口，底部设置有排料口，所述反应器本体的侧壁设置有换热接口以及等距取样口，所述沼气收集装置连接出气口，所述搅拌装置固定在反应器本体顶部且搅拌端伸入所述反应器本体内腔，所述反应器本体内腔的横截面方向设有滤层。本实用新型安装适应性强，滤层可以有效防止高含固污泥产气造成的污泥上浮，可以有效促进沼气的排出;保温棉可以优化水浴保温的效果，稳定反应温度;三个取样口有效防止实验过程中取样不均匀的现象;反应稳定持久，数据偏差小。
权利要求书
1.一种高含固污泥厌氧消化的实验装置，包括反应器本体、搅拌装置，其特征在于：还包括沼气收集装置和加热装置，所述反应器本体设置有夹层，顶部设置有夹层温度计接口(6)、进料口(7)，内层温度计接口(8)、出气口(9)和pH计接口(10)，底部设置有排料口(15)，所述反应器本体的侧壁设置有连接加热装置和夹层的换热接口，以及，由高到低的三个连通所述反应器本体内腔的等距取样口(14)，所述的沼气收集装置通过管路连接出气口(9)，所述的搅拌装置固定在反应器本体顶部且搅拌端伸入所述反应器本体内腔，所述反应器本体内腔的横截面方向设有滤层(13)，所述滤层(13)位于反应中污泥层上层表面。
2.根据权利要求1所述的高含固污泥厌氧消化的实验装置，其特征在于：所述反应器本体的内腔侧壁上设有若干用于滤层(13)安装的卡槽。
3.根据权利要求1所述的高含固污泥厌氧消化的实验装置，其特征在于：所述的滤层(13)包括孔板，所述孔板布满小圆孔且中心设置有与所述搅拌端大小一致的中心圆孔，所述孔板的上、下表面各贴合有一层塑料滤网。
4.根据权利要求3所述的高含固污泥厌氧消化的实验装置，其特征在于：所述的孔板厚度为5-10cm，材质为有机玻璃。
5.根据权利要求1所述的高含固污泥厌氧消化的实验装置，其特征在于：所述的沼气收集装置包括：氢氧化钠缓冲瓶(18)、湿式气体流量计(19)和铝箔集气袋(20)，所述氢氧化钠缓冲瓶(18)的入口通过管路连接所述出气口(9)，所述氢氧化钠缓冲瓶(18)的出口依次连接湿式气体流量计(19)和集气袋(20)。
6.根据权利要求1所述的高含固污泥厌氧消化的实验装置，其特征在于：所述加热装置采用水浴加热方式，包括循环加热水箱(1)、循环泵(2)、胶管(3)，所述反应器本体的侧壁设置有连通夹层的循环水出水口(4)和循环水进水口(5)，所述循环加热水箱(1)的出口通过循环泵(2)连接循环水进水口(5)，所述循环加热水箱(1)的入口通过胶管(3)连接循环水出水口(4)。
7.根据权利要求1所述的高含固污泥厌氧消化的实验装置，其特征在于：所述反应器本体外壁上外裹有5-10cm厚的保温层。
8.根据权利要求7所述的高含固污泥厌氧消化的实验装置，其特征在于：所述保温层的材料为黑色保温棉(17)。
9.根据权利要求1所述的高含固污泥厌氧消化的实验装置，其特征在于：所述的搅拌装置包括位置可调地固定在所述反应器本体顶部的电机(11)、带桨片的搅拌棒(12)，所述搅拌棒(12)连接所述电机(11)输出轴并伸入所述反应器本体的内腔中，所述搅拌棒(12)与所述反应器本体的结合部位设置有气密性结构。
10.根据权利要求9所述的高含固污泥厌氧消化的实验装置，其特征在于：所述搅拌棒(12)的材料为聚四氟乙烯，所述搅拌棒(12)与反应器本体的结合部位采用密封橡胶圈贴合，再进行水封的方式进行气密性密封。
说明书
一种高含固污泥厌氧消化的实验装置
技术领域
本实用新型涉及污泥处理工艺，尤其涉及一种高含固污泥厌氧消化的实验装置。
背景技术
随着污水厂的数量越来越多，伴随着的问题越来越多，污泥量的增加成了关注的问题。由于污泥中不仅含有大量的有害物质，更加含有大量的有机物，填埋、好氧处理等方式能耗大，处理效果不理想。污泥厌氧消化不仅对污泥中的有害物质有很好的稳定化效果，而且可以对有机物进行降解实现污泥的减量化，同时产生甲烷气体，有助于减少处理的成本。现阶段高含固污泥厌氧消化成为研究热点，其优点：有效减小厌氧消化器的体积、提高有机物的浓度、甲烷产气量大等。
污泥厌氧消化过程包括水解酸化阶段和产甲烷阶段。水解酸化阶段是指大分子有机化合物，如蛋白质、糖类、脂肪等在水解菌的作用下转化为氨基酸、单糖、脂肪酸、甘油等小分子有机化合物，然后酸化菌将碳水化合物等有机物降解为有机酸，主要是乙酸、丙酸和丁酸等的过程，水解和酸化反应进行得相对较快，一般难于将它们分开。产甲烷阶段是指产甲烷菌利用H2、CO2、乙酸、甲醇等化合物为基质，将其转化成甲烷。
由于高含固污泥成分复杂，物料特性和产气潜能不确定，因而直接进行工程应用缺乏技术支撑，通常需要进行科研的实验。现阶段国内高含固污泥厌氧消化试验装置主要是锥形瓶厌氧反应试验或传统的低含固污泥的厌氧消化反应器，然而在现阶段的试验研究中，由于高含固污泥的粘稠度高，实验过程中取样不均匀，保温效果差、反应中污泥上浮造成排气不畅，反应过程不稳定等问题造成了实验困难，数据偏差大。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高含固污泥厌氧消化的实验装置，能改善高含固污泥厌氧消化过程污泥上浮、排气不畅、保温效果不好等问题，能对高含固污泥特性及产气潜能进行稳定测定。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高含固污泥厌氧消化的实验装置，包括反应器本体、搅拌装置，还包括沼气收集装置和加热装置，所述反应器本体设置有夹层，顶部设置有夹层温度计接口、进料口，内层温度计接口、出气口和pH计接口，底部设置有排料口，所述反应器本体的侧壁设置有连接加热装置和夹层的换热接口，以及，由高到低的三个连通所述反应器本体内腔的等距取样口，所述的沼气收集装置通过管路连接出气口，所述的搅拌装置固定在反应器本体顶部且搅拌端伸入所述反应器本体内腔，所述反应器本体内腔的横截面方向设有滤层，所述滤层位于反应中污泥层上层表面。
进一步地，所述反应器本体的内腔侧壁上设有若干用于滤层安装的卡槽。
进一步地，所述的滤层包括孔板，所述孔板布满小圆孔且中心设置有与所述搅拌端大小一致的中心圆孔，所述孔板的上、下表面各贴合有一层塑料滤网。
进一步地，所述的孔板厚度为5-10cm，材质为有机玻璃。
进一步地，所述的沼气收集装置包括：氢氧化钠缓冲瓶、湿式气体流量计和集气袋，所述氢氧化钠缓冲瓶的入口通过管路连接所述出气口，所述氢氧化钠缓冲瓶的出口依次连接湿式气体流量计和集气袋。沼气通过出气口经氢氧化钠缓冲瓶后，经由湿式气体流量计收集到集气袋。
进一步地，所述加热装置采用水浴加热方式，包括循环加热水箱、循环泵、胶管，所述反应器本体的侧壁设置有连通夹层的循环水出水口和循环水进水口，所述循环加热水箱的出口通过循环泵连接循环水进水口，所述循环加热水箱的入口通过胶管连接循环水出水口。所述循环水由循环泵经过循环水进水口泵入反应器本体的夹层中，再经过循环水出水口回到所述循环加热水箱。
进一步地，所述反应器本体外壁上外裹有5-10cm厚的保温层。
进一步地，所述保温层的材料为黑色保温棉。
进一步地，所述的搅拌装置包括位置可调地固定在所述反应器本体顶部的电机、带桨片的搅拌棒，所述搅拌棒连接所述电机输出轴并伸入所述反应器本体的内腔中，所述搅拌棒与所述反应器本体的结合部位设置有气密性结构。
进一步地，所述搅拌棒的材料为聚四氟乙烯，所述搅拌棒与反应器本体的结合部位采用密封橡胶圈贴合，再进行水封的方式进行气密性密封。
相比现有技术，本实用新型的有益效果是：
整套装置可以适应长期的高含固污泥厌氧消化实验，首先利用滤层有效减少高含固污泥厌氧消化反应过程中的污泥上浮，有效促进沼气排出，滤层位置可以调节，可以适应不同体积污泥的厌氧消化实验;然后在反应过程中，实验取样测试可以通过三个等距取样口均匀取样，保证了样品的匀质性，减少了测试结果的偏差，反应结束后沉淀在反应器底部的污泥，可经底部排料口排出。另外，搅拌装置采用了水封和橡胶圈结合的方式，气密性提升，聚四氟乙烯搅拌棒能耐腐蚀可以适应长期实验需要;加热装置采用循环水浴加热的同时，在反应器本体外部加上了一层保温棉，可以有效减少热量的损失，减少能耗，保证反应的稳定进行;最后，沼气收集装置不仅可以有效去除硫化氢等气体，提高甲烷的浓度，而且同时测得了产生的气体体积并收集了产生的气体。
