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CN1995318B - 厌氧型生物反应罐 - Google Patents

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Abstract

一种能对现有城市生活垃圾进行小型模拟实验的厌氧型生物反应器中的厌氧型生物反应罐，包括发酵罐体，发酵罐体下面固定连接有渗沥液收集罐，发酵罐体与渗沥液收集罐之间安装有隔板，隔板上开有通孔；渗沥液收集罐的侧壁上开有渗沥液取样口和恒湿度喷淋液出口；发酵罐体中部的侧壁上开有发酵取样口和温度测量口，发酵罐体下部的侧壁上开有恒温水出口、出料口，发酵罐体上部的侧壁上开有恒温水入口、入料口和恒湿度喷淋液入口，发酵罐体的顶壁上设有定时搅拌轴套、流量测量接口、压力测量接口；发酵罐体内安装有盘管。本发明能自动测量、记录生活垃圾生存周期内的各项技术指标，为垃圾场生物反应填埋技术提供技术依据。

Description

厌氧型生物反应罐
技术领域
本发明涉及一种生物反应器，尤其涉及一种厌氧型生物反应器中的厌氧型生物反应罐。
背景技术
由于城市中的垃圾随意堆放，垃圾中的污染物质会通过蒸发进入大气、通过吸附进入土壤、通过渗透或地表径流进入水体。进入大气和水体的污染物，会通过人的呼吸、饮水进入人体，对人造成危害；进入土壤里的污染物会通过人们接触土壤和食用被污染的农产品而危害人的健康。另外，进入大气、土壤和水体中的污染物也会通过蒸发、沉降、扬尘、沉积、渗透等方式相互传递、交叉污染。
目前，我国仅“城市垃圾”的年产量就近1.5亿吨，这些垃圾绝大部分是露天堆放，约有2/3的城市陷入垃圾围城的困境，城市垃圾不仅造成公害，更是资源的巨大浪费。为处理露天堆放的生活垃圾通常采用生物反应填埋技术，生物反应填埋技术根据填埋垃圾被微生物降解的机理和过程，利用填埋场这一天然的微生物活动场所，通过一系列手段优化填埋场内部环境使其成为一个可控生物反应器，为微生物大量繁殖提供一个最优的生存空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种能对现有城市生活垃圾进行小型模拟实验，研究其生存周期内各项技术指标，为垃圾场卫生填埋技术提供技术依据的厌氧型生物反应器中的厌氧型生物反应罐。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种厌氧型生物反应罐，其中包括发酵罐体，其特征在于：发酵罐体下面固定连接有渗沥液收集罐，发酵罐体与渗沥液收集罐之间安装有隔板，隔板上开有通孔；渗沥液收集罐的侧壁上开有渗沥液取样口和恒湿度喷淋液出口；发酵罐体中部的侧壁上开有发酵取样口和温度测量口，发酵罐体下部的侧壁上开有恒温水出口、出料口，发酵罐体上部的侧壁上开有恒温水入口、入料口和恒湿度喷淋液入口，发酵罐体的顶壁上开有定时搅拌轴套、流量测量接口、压力测量接口；发酵罐体内安装有盘管，盘管的上口与恒温水入口相通，盘管的下口与恒温水出口相通。
本发明结合电气自动控制系统、在线分析检测系统和曲线拟合软件成为生物反应器的四个主要组成部分，温度、pH值、氧化还原电位、压力、反应气体组分等指标可在线测量，压力、温度、湿度可自动控制并记录、反应气体瞬时流量及累积流量可自动测量和记录，为垃圾场生物反应填埋技术提供技术依据。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的结构示意俯视图；
图3是本发明与其他配套装置使用时的原理图。
附图中：
1、定时搅拌轴套    2、流量测量接口          3、恒温水入口
4、入料口          5、发酵取样口            6、发酵罐体
7、渗沥液收集罐    8、渗沥液取样口          9、恒湿度喷淋液出口
10、隔板           11、恒温水出口           12、温度测量口
13、盘管           14、恒湿度喷淋液入口     15、压力测量接口
16、出料口
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述：
一种厌氧型生物反应罐，如图1、图2所示，其中包括发酵罐体6，发酵罐体6下面固定连接有渗沥液收集罐7，发酵罐体6与渗沥液收集罐7之间安装有隔板10，隔板10上开有通孔；渗沥液收集罐7的侧壁上开有渗沥液取样口8和恒湿度喷淋液出口9；发酵罐体6中部的侧壁上开有发酵取样口5和温度测量口12，发酵罐体6下部的侧壁上开有恒温水出口11、出料口16，发酵罐体6上部的侧壁上开有恒温水入口3、入料口4和恒湿度喷淋液入口14，发酵罐体6的顶壁上开有定时搅拌轴套1、流量测量接口2、压力测量接口15；发酵罐体6内安装有盘管13，盘管13的上口与恒温水入口3相通，盘管13的下口与恒温水出口11相通。
本发明中的发酵罐体为中空的圆柱体，采用不锈钢板卷制，内径为400毫米，外经为500毫米，高度为1200毫米，内部安装管径为20毫米、壁厚为2.5毫米的不锈钢盘管，通过盘管采用恒温水给罐体及反应物料加温，罐体有效容积为150升。沿罐顶向下设有6个取样接口，罐底设有网状隔板及渗沥液收集罐，发酵罐体与渗沥液收集罐间采用法兰连接，便于安装、运输和清理反应残余物料。发酵罐体与高温蒸汽灭活装置、渗沥液回罐系统、恒湿喷淋系统、反应气体收集装置、反应压力测量系统、快捷出料门、搅拌装置及管道相连接构成发酵装置。
与本发明相连的电气自动控制系统由发酵罐自动恒温水浴系统、反应气体压力安全保障和测量系统、恒湿喷淋系统、反应气体瞬时流量及累积流量测量和记录系统、反应罐取样点温度自动测量和记录系统、渗沥液自动回罐系统、自动定时搅拌控制等部分组成。
在线分析及检测系统主要包括对pH值、氧化还原电位、反应气体组分、罐内压力、反应气体瞬时流量及累积流量测量、反应罐取样点温度等进行在线分析或检测。
曲线拟合软件通过垃圾产气率、pH值、氧化还原电位、反应气体组分、反应时间等数据，拟合垃圾产气率与反应时间的关系曲线、反应气体组成与反应时间关系曲线及COD与产气量关系曲线。
本发明具有以下功能：
1、发酵罐体自动恒温水浴系统
2、反应气体压力自动测量
3、反应气体瞬时流量及累积流量测量和记录
4、取样点温度自动测量和记录系统
5、渗沥液自动回罐系统
6、自动定时搅拌
7、pH值、氧化还原电位、反应气体组分在线分析
8、垃圾产气率与反应时间的关系曲线拟合
9、反应气体组成与反应时间关系曲线及COD与产气量关系曲线拟合
本发明稳定性能优异，温度、pH值、氧化还原电位、压力、反应气体组分等指标可在线测量，压力、温度、湿度可自动控制并记录、反应气体瞬时流量及累积流量可自动测量测量和记录等优点。
测量所用的温度记录仪采用日本富士工业自动温度记录仪；测量所用的温度控制器采用日本富士工业智能温度控制器；测量所用的气体流量计采用上海韩顺电子有限公司生产的MGC微量气体流量计；所用的恒温水槽采用厚度为2mm的不锈钢板制作；集气罐使用厚度为5mm的不锈钢板制作，高度为1000mm、直径为500mm，附有气体压缩系统。
本发明在使用时的进料形式为一次进料(经过预处理)，发酵控制温度为35摄氏度，发酵原料粒度：分别为5-10目、10-20目、30-50目，接种污泥为实验的发酵出料，发酵状态为间歇。
本发明在使用过程中，自动定时搅拌间隔为1-5小时(可调)，搅拌时间0-20分钟(可调)。
pH值、氧化还原电位、反应气体组分在线检测精度为1.5级；反应气体组成由罗斯蒙特多组分气体分析仪(型号为BINOS100双通道气体检测仪)检测分析；并采用聚光科技LGA-2000系列激光现场在线气体分析仪在线分析；渗沥液分析时采用博软自动化技术(上海)有限公司生产的溶解氧在线测量仪；反应气体组成与反应时间关系曲线及COD与产气量关系曲线采用工程组态软件拟合。

Claims (1)

1.一种厌氧型生物反应器，由厌氧型生物反应罐、电气自动控制系统、在线分析检测系统和曲线拟合软件组成，其特征在于，所述厌氧型生物反应罐包括发酵罐体(6)，发酵罐体(6)下面固定连接有渗沥液收集罐(7)，发酵罐体(6)与渗沥液收集罐(7)之间采用法兰连接，发酵罐体(6)与渗沥液收集罐(7)之间安装有隔板(10)，隔板(10)上开有通孔；渗沥液收集罐(7)的侧壁上开有渗沥液取样口(8)和恒湿度喷淋液出口(9)；发酵罐体(6)中部的侧壁上开有发酵取样口(5)和温度测量口(12)，发酵罐体(6)下部的侧壁上开有恒温水出口(11)、出料口(16)，发酵罐体(6)上部的侧壁上开有恒温水入口(3)、入料口(4)和恒湿度喷淋液入口(14)，发酵罐体(6)的顶壁上开有定时搅拌轴套(1)、流量测量接口(2)、压力测量接口(15)；发酵罐体(6)内安装有盘管(13)，盘管(13)的上口与所述恒温水入口(3)相通，盘管(13)的下口与所述恒温水出口(11)相通；所述电气自动控制系统由发酵罐自动恒温水浴系统、反应气体压力安全保障和测量系统、恒湿喷淋系统、反应气体瞬时流量及累积流量测量和记录系统、反应罐取样点温度自动测量和记录系统、渗沥液自动回罐系统、自动定时搅拌控制系统组成。
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