一種厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)裝置，包括有磁力攪拌器、恒溫水浴鍋、厭氧發(fā)酵反應(yīng)器、溫度監(jiān)測器、pH值/氧化還原電位檢測器、集氣瓶和二氧化碳吸收，所述磁力攪拌器緊貼恒溫水浴鍋底部，厭氧反應(yīng)器采用平底玻璃三口瓶制作，各口均用膠塞密封，中間口膠塞上打孔并插入生物氣體導(dǎo)管，生物氣體通過導(dǎo)管連接進(jìn)入集氣瓶，并采用三通調(diào)節(jié)閥控制流向，兩邊口膠塞上打孔并分別插入溫度監(jiān)測器及pH/氧化還原電位檢測器，集氣瓶采用廣口玻璃試劑瓶制作，瓶口用膠塞密封，二氧化碳吸收瓶采用玻璃龍頭瓶制作，瓶口用膠塞密封，均打孔插入生物氣體導(dǎo)管。本實(shí)用新型適用性較強(qiáng)，制作及使用成本較低，操作簡便，可實(shí)現(xiàn)厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)中溫度控制、料液攪拌，溫度、pH值/氧化還原電位檢測，產(chǎn)氣量及速率記錄，產(chǎn)氣成分分析等。適用于厭氧發(fā)酵技術(shù)教學(xué)及科學(xué)研究。
【專利說明】 一種厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]厭氧發(fā)酵技術(shù)是有機(jī)廢棄物無害化、資源化處理的重要途徑之一。相對于傳統(tǒng)能源消耗型好氧發(fā)酵技術(shù)，厭氧發(fā)酵具有工程氣味小、回收可再生能源、減少溫室氣體排放、減少潛在病原污染、有機(jī)物降解效果好、污泥產(chǎn)生量小、養(yǎng)分流失少等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖業(yè)糞污、種植業(yè)秸桿、工業(yè)有機(jī)廢液及廢渣、城市有機(jī)生活垃圾、餐廚廢棄物等各類有機(jī)廢棄物的處理及綜合利用，不但可實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢棄物的無害化處理，更能獲取沼氣(甲烷)、氫氣等清潔可再生能源。
[0003]近年來，國內(nèi)在沼氣工程建設(shè)及厭氧發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用于各類有機(jī)廢棄物的處理機(jī)理及技術(shù)研發(fā)等方面取得了快速發(fā)展，厭氧發(fā)酵技術(shù)也成為國內(nèi)各高校、科研院所農(nóng)業(yè)工程、環(huán)境工程及其他相關(guān)學(xué)科學(xué)生培養(yǎng)的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容。而從目前國內(nèi)厭氧發(fā)酵技術(shù)教學(xué)及研究情況分析，實(shí)驗(yàn)裝置開發(fā)卻相對落后。如中國專利CN202830028U及中國專利CN202830039U公開了一種厭氧發(fā)酵制沼氣實(shí)驗(yàn)裝置，可以測量厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣體積及沼氣中甲烷含量，中國專利CN202688329U公開了一種可手動與自動雙模式控制排氣的沼氣實(shí)驗(yàn)裝置，中國專利CN201713518U公開了一種帶攪拌裝置的沼氣實(shí)驗(yàn)裝置，中國專利CN201567328U公開了一種自動控溫沼氣實(shí)驗(yàn)裝置，中國專利CN201386100Y公開了一種帶有壓力自動控制功能的沼氣實(shí)驗(yàn)裝置，中國專利CN2460520Y公開了一種實(shí)驗(yàn)型水壓式厭氧消化裝置。這些實(shí)驗(yàn)裝置一定程度上滿足了厭氧消化實(shí)驗(yàn)教學(xué)及研究的需要，但仍存在厭氧消化過程影響因子調(diào)控及發(fā)酵效果檢測單一及制作成本較高等問題，較難實(shí)現(xiàn)溫度、攪拌、PH值、氧化還原電位、產(chǎn)氣體積、氣體成分等多因子的綜合調(diào)控與檢測，并需配合氣體流量計(jì)、氣相色譜儀、紅外氣體成分分析儀及其他高成本儀器使用。因此對厭氧發(fā)酵教學(xué)及科研帶來了一定制約。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本專利發(fā)明了一種厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置既可以進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣實(shí)驗(yàn)，又可以進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫氣以及其他厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，適用性較強(qiáng)；可以實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程溫度控制與監(jiān)測、PH值及氧化還原電位監(jiān)測、攪拌、產(chǎn)氣體積及成分檢測，控制及檢測指標(biāo)全面，操作方便；同時(shí)整套裝置均采用實(shí)驗(yàn)室常用玻璃儀器制作，配合堿液、醇胺等常用、低成本化學(xué)試劑適用，制作及使用成本較低，精確度高。
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]一種厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)裝置，包括有磁力攪拌器、恒溫水浴鍋、厭氧發(fā)酵反應(yīng)器、溫度監(jiān)測器、PH值/氧化還原電位檢測器、集氣瓶和二氧化碳吸收瓶，其特征在于:所述磁力攪拌器緊貼恒溫水浴鍋下部，將磁力攪拌子置于厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)部，并通過磁力攪拌子實(shí)現(xiàn)厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)部料液攪拌，所述厭氧發(fā)酵反應(yīng)器采用平底玻璃三口瓶制作，各口均用膠塞密封，中間口膠塞上打孔并插入生物氣體導(dǎo)管，生物氣體通過導(dǎo)管連接進(jìn)入集氣瓶，并采用三通調(diào)節(jié)閥控制流向，兩邊口膠塞上打孔并分別插入溫度監(jiān)測器及PH/氧化還原電位檢測器；所述集氣瓶采用廣口玻璃試劑瓶制作，瓶口用膠塞密封，并打孔插入生物氣體導(dǎo)管及排水管，二氧化碳吸收瓶采用玻璃龍頭瓶制作，瓶口用膠塞密封，并打孔插入生物氣體導(dǎo)管。
[0007]所述恒溫水浴鍋采用不銹鋼、鋁、銅、陶瓷及其他不導(dǎo)磁、耐高溫材質(zhì)制作，用于保證厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)部溫度恒定。
[0008]所述制作厭氧反應(yīng)器的平底玻璃三口瓶瓶身自下而上標(biāo)注體積刻度，瓶內(nèi)放置磁力攪拌子。
[0009]所述制作集氣瓶的廣口玻璃試劑瓶瓶身自上而下標(biāo)注體積刻度，瓶內(nèi)裝滿水。
[0010]所述制作二氧化碳吸收瓶的玻璃龍頭瓶瓶身自上而下標(biāo)注體積刻度，瓶內(nèi)裝滿二氧化碳吸收液。
[0011]所述用于吸收二氧化碳的溶液為:pH值大于12的0.5-1.0mol/L氫氧化鈉(NaOH)或氫氧化鉀(KOH)水溶液，pH值9-12之間的0.3-0.5mol/L 二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)或N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液，或其他可吸收二氧化碳的堿性溶液。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是既可以進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣實(shí)驗(yàn)，又可以進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫氣以及其他厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，適用性較強(qiáng)；整套裝置均采用實(shí)驗(yàn)室常用玻璃儀器制作，配合堿液、醇胺等常用、低成本化學(xué)試劑適用，制作及使用成本較低；厭氧反應(yīng)器、集氣瓶、二氧化碳吸收瓶均進(jìn)行體積刻度標(biāo)定，可直觀簡便的記錄發(fā)酵料液、厭氧生物氣體及吸收二氧化碳后的氣體等體積參數(shù)；采用磁力攪拌，避免了機(jī)械攪拌動態(tài)密封不嚴(yán)的常見問題，且攪拌強(qiáng)度可調(diào)，避免了過強(qiáng)攪拌對厭氧菌膠團(tuán)的破壞；直接檢測厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)溫度，更能反映反應(yīng)器內(nèi)部實(shí)際溫度，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)溫度的連續(xù)監(jiān)測；同時(shí)實(shí)現(xiàn)pH值及氧化還原電位的連續(xù)監(jiān)測；采用排水集氣法收集厭氧產(chǎn)氣，直觀簡便，同時(shí)可根據(jù)特定時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)氣量計(jì)算出產(chǎn)氣速率；增加球形鼓泡器保證厭氧產(chǎn)氣中二氧化碳(C02)及其他酸性氣體的完全吸收，吸收器中氣體體積或排除吸收液體積即厭氧生物氣體中甲烷(CH4)或氫氣(H2)體積，氣體成分及含量分析簡便、準(zhǔn)確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]其中:1、磁力攪拌器；2、恒溫水浴鍋；3、磁力攪拌子；4、厭氧發(fā)酵反應(yīng)器；5、溫度監(jiān)測器；6、pH值/氧化還原電位檢測器；7、生物氣體導(dǎo)管；8、三通調(diào)節(jié)閥；9、集氣瓶；10、排水管；11、二氧化碳吸收瓶；12、球形鼓泡器；13、兩通調(diào)節(jié)閥；14、量筒。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0016]一種厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)裝置，包括有磁力攪拌器1、恒溫水浴鍋2、磁力攪拌子3、厭氧發(fā)酵反應(yīng)器4、溫度監(jiān)測器5、pH值/氧化還原電位檢測器6、生物氣體導(dǎo)管7、三通調(diào)節(jié)閥
8、集氣瓶9、排水管10、二氧化碳吸收瓶11、球形鼓泡器12、兩通調(diào)節(jié)閥13及量筒14。磁力攪拌器I緊貼恒溫水浴鍋2下部；恒溫水浴鍋2采用不銹鋼、鋁、銅、陶瓷及其它不導(dǎo)磁、耐高溫材質(zhì)制作，用于保證厭氧發(fā)酵反應(yīng)器4內(nèi)部溫度恒定；磁力攪拌子3置于厭氧發(fā)酵反應(yīng)器4內(nèi)部，并通過磁力攪拌器I實(shí)現(xiàn)厭氧發(fā)酵反應(yīng)器4內(nèi)部料液攪拌；厭氧發(fā)酵反應(yīng)器5瓶身自下而上標(biāo)注體積刻度，用以顯示發(fā)酵料液量；溫度監(jiān)測器5及pH值/氧化還原電位檢測器6分別通過膠塞與厭氧發(fā)酵反應(yīng)器4兩邊口密封連接，用于檢測厭氧發(fā)酵反應(yīng)器4內(nèi)部溫度、PH值/氧化還原電位；生物氣體導(dǎo)管7通過膠塞與厭氧發(fā)酵反應(yīng)器4中間口密封連接，再通過軟管與三通調(diào)節(jié)閥8連接，且生物氣體導(dǎo)管7位于厭氧發(fā)酵反應(yīng)器4內(nèi)部端伸出膠塞長度不超過5mm ;三通調(diào)節(jié)閥8、排水管10與集氣瓶9通過膠塞密封連接，三通調(diào)節(jié)閥8位于集氣瓶9內(nèi)部端伸出膠塞長度不超過3mm，排水管10下端離集氣瓶9內(nèi)部瓶底距離不超過5_ ;集氣時(shí)將三通調(diào)節(jié)閥調(diào)至厭氧發(fā)酵反應(yīng)器4與集氣瓶9連通位置；集氣瓶9瓶身自上而下標(biāo)注體積刻度，用以顯示集氣體積，瓶內(nèi)裝滿水；集氣瓶9內(nèi)生物氣體收集至一定體積時(shí)，將排水管10與水龍頭連接，將三通調(diào)節(jié)閥調(diào)至集氣瓶9與二氧化碳吸收瓶11連通位置，打開兩通調(diào)節(jié)閥13，并緩慢打開水龍頭通過進(jìn)水將收集到的生物氣體壓至二氧化碳吸收瓶11內(nèi)；通過球形鼓泡器12使生物氣體與二氧化碳吸收瓶12內(nèi)吸收液(堿液、醇胺溶液等)充分接觸，實(shí)現(xiàn)其中二氧化碳的化學(xué)吸收；采用0.5-1.0mol/L氫氧化鈉(NaOH)或氫氧化鉀(KOH)水溶液吸收二氧化碳，pH值小于12時(shí)應(yīng)打開二氧化碳吸收瓶12膠塞并重新更換吸收液；采用0.3-0.5mol/L 二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)或N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液，pH值小于9應(yīng)打開二氧化碳吸收瓶12膠塞并重新更換吸收液；兩通調(diào)節(jié)閥13排出的吸收液用量筒14收集，量筒14內(nèi)吸收液體積及二氧化碳吸收瓶12內(nèi)氣體體積即生物氣體中除去二氧化碳及其他酸性氣體后的氣體體積(如沼氣或氫氣)，此體積與通過集氣瓶9進(jìn)入的生物氣體總體積的比值，即生物氣體中沼氣或氫氣含量。
[0017]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)裝置，包括有磁力攪拌器、恒溫水浴鍋、厭氧發(fā)酵反應(yīng)器、溫度監(jiān)測器、PH值/氧化還原電位檢測器、集氣瓶和二氧化碳吸收瓶，其特征在于:所述磁力攪拌器緊貼恒溫水浴鍋下部，將磁力攪拌子置于厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)部，并通過磁力攪拌子實(shí)現(xiàn)厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)部料液攪拌，所述厭氧發(fā)酵反應(yīng)器采用平底玻璃三口瓶制作，各口均用膠塞密封，中間口膠塞上打孔并插入生物氣體導(dǎo)管，生物氣體通過導(dǎo)管連接進(jìn)入集氣瓶，并采用三通調(diào)節(jié)閥控制流向，兩邊口膠塞上打孔并分別插入溫度監(jiān)測器及PH/氧化還原電位檢測器；所述集氣瓶采用廣口玻璃試劑瓶制作，瓶口用膠塞密封，并打孔插入生物氣體導(dǎo)管及排水管，二氧化碳吸收瓶采用玻璃龍頭瓶制作，瓶口用膠塞密封，并打孔插入生物氣體導(dǎo)管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述恒溫水浴鍋采用不銹鋼、鋁、銅、陶瓷及其它不導(dǎo)磁、耐高溫材質(zhì)制作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述制作厭氧反應(yīng)器的平底玻璃三口瓶瓶身自下而上標(biāo)注體積刻度，瓶內(nèi)放置磁力攪拌子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述制作集氣瓶的廣口玻璃試劑瓶瓶身自上而下標(biāo)注體積刻度，瓶內(nèi)裝滿水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述制作二氧化碳吸收瓶的玻璃龍頭瓶瓶身自上而下標(biāo)注體積刻度，瓶內(nèi)裝滿二氧化碳吸收液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述用于吸收二氧化碳的溶液為:pH值大于12的0.5-1.0mol/L氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液，pH值9_12之間的.0.3-0.5mol/L 二乙醇胺、三乙醇胺或N-甲基二乙醇胺水溶液，或可吸收二氧化碳的堿性溶液。
【文檔編號】C12M1/02GK203715641SQ201420037502
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】劉偉偉, 馬歡, 楊智良, 趙弘, 楊迎春 申請人:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)