本實(shí)用新型一般涉及沼氣工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及沼氣厭氧發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于厭氧發(fā)酵的沉砂去除系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

沼氣厭氧發(fā)酵的原料中往往攜帶沙土、石子等顆粒，在發(fā)酵過程中，這些顆粒在厭氧罐中逐漸沉降，并與發(fā)酵過程中產(chǎn)生的污泥和菌絲體發(fā)生粘連，最終在厭氧罐的底部形成沉砂。這些沉砂對厭氧發(fā)酵有諸多不利影響，如：降低厭氧罐有效容積、降低攪拌效果等，嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象，需要開罐清理，嚴(yán)重影響沼氣工程的正常運(yùn)行。

為了去除厭氧發(fā)酵過程中形成的沉砂，現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用攪拌方式將厭氧發(fā)酵體系盡量混合均勻，使沉砂與發(fā)酵殘余物混合出料，排出厭氧發(fā)酵體系。然而，這種攪拌去除沉砂的方式無法去除攪拌死角處的沉砂，沉砂去除不徹底，除砂效果并不理想。

因此，如何更有效地去除厭氧發(fā)酵過程中形成的沉砂，是當(dāng)前急需解決的一項(xiàng)技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對上述的現(xiàn)有沉砂去除方式除砂不徹底、存死角的技術(shù)問題，提出一種用于厭氧發(fā)酵的沉砂去除系統(tǒng)，能夠徹底去除厭氧發(fā)酵中形成的沉砂，除砂效果顯著且無死角。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

用于厭氧發(fā)酵的沉砂去除系統(tǒng)，包括厭氧罐，還包括沉砂暫存罐、含砂料液導(dǎo)出管和排砂裝置；所述厭氧罐的底部設(shè)置為漏斗形，其底部還設(shè)有含砂料液導(dǎo)出口；所述含砂料液導(dǎo)出管的一端與所述含砂料液導(dǎo)出口連通，其另一端與所述沉砂暫存罐連通；所述含砂料液導(dǎo)出管與所述沉砂暫存罐連通的一端設(shè)有含砂料液導(dǎo)入口，所述含砂料液導(dǎo)入口沿所述沉砂暫存罐周向設(shè)置；所述沉砂暫存罐的底部設(shè)置為漏斗形，其底部還設(shè)有沉砂導(dǎo)出口，所述排砂裝置與所述沉砂導(dǎo)出口連通。

作為優(yōu)選，所述含砂料液導(dǎo)出管沿所述沉砂暫存罐的徑向伸入并沿所述沉砂暫存罐周向延伸，所述含砂料液導(dǎo)入口設(shè)置于所述含砂料液導(dǎo)出管伸入所述沉砂暫存罐的管道末端，所述含砂料液導(dǎo)入口所在的末段管道與靠近所述沉砂暫存罐的含砂料液導(dǎo)出管之間呈一定夾角，該夾角范圍在大于90°及小于180°之間。

作為優(yōu)選，所述含砂料液導(dǎo)入口所在的末段管道與靠近所述沉砂暫存罐的含砂料液導(dǎo)出管之間呈135°夾角。

作為優(yōu)選，所述用于厭氧發(fā)酵的沉砂去除系統(tǒng)還包括清液回流管，所述清液回流管的一端與所述沉砂暫存罐連通，其另一端與所述厭氧罐連通，所述清液回流管上設(shè)有回流泵以使清液回流至所述厭氧罐。

作為優(yōu)選，所述清液回流管與所述沉砂暫存罐連通的一端設(shè)有清液導(dǎo)出口，所述清液導(dǎo)出口方向與所述含砂料液旋流方向相反設(shè)置。

作為優(yōu)選，所述清液回流管沿所述沉砂暫存罐的徑向伸入并沿所述沉砂暫存罐周向延伸，所述清液導(dǎo)出口設(shè)置于所述清液回流管伸入所述沉砂暫存罐的管道末端，所述清液導(dǎo)出口所在的末段管道朝向與所述含砂料液旋流方向相反，并與靠近所述沉砂暫存罐的清液回流管之間呈一定夾角，該夾角范圍在大于90°及小于180°之間。

作為優(yōu)選，所述清液導(dǎo)出口所在的末段管道與靠近所述沉砂暫存罐的清液回流管之間呈135°夾角。

作為優(yōu)選，所述含砂料液導(dǎo)出管上設(shè)有用于控制含砂料液導(dǎo)入流速的進(jìn)料閥，所述清液回流管上設(shè)有用于控制清液回流速度的出料閥，所述沉砂暫存罐的頂部設(shè)置有放空閥。

作為優(yōu)選，所述排砂裝置為排砂螺旋。

作為優(yōu)選，所述排砂裝置包括輸送筒體和螺旋葉片，所述輸送筒體的一端與所述沉砂導(dǎo)出口連通，其另一端設(shè)置有排砂口；所述螺旋葉片設(shè)置于所述輸送筒體內(nèi)以推動(dòng)沉砂向所述排砂口螺旋移動(dòng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：

1、本實(shí)用新型利用旋流沉降原理在厭氧罐和沉砂暫存罐中分步分離沉砂，并通過將厭氧罐和沉砂暫存罐的底部設(shè)置為漏斗形以保證無沉砂堆積死角，除砂效果顯著；

2、本實(shí)用新型通過將含砂料液導(dǎo)入口設(shè)置為沿所述沉砂暫存罐的周向，充分利用了含砂料液導(dǎo)入過程中的推力使含砂料液呈旋流狀態(tài)流動(dòng)，這種旋流方式無需攪拌、更為節(jié)能。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于厭氧發(fā)酵的沉砂去除系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的沉砂暫存罐與含砂料液導(dǎo)出管和清液回流管的連接示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的排砂螺旋的結(jié)構(gòu)示意圖；

以上各圖中：1、厭氧罐；2、含砂料液導(dǎo)出口；3、含砂料液導(dǎo)出管；4、進(jìn)料閥；5、沉砂暫存罐；6、沉砂導(dǎo)出口；7、排砂裝置；71、輸送筒體；72、螺旋葉片；8、清液回流管；9、回流泵；10、出料閥；11、放空閥；12、含砂料液導(dǎo)入口；13、清液導(dǎo)出口；14、排砂口。

具體實(shí)施方式

下面，通過示例性的實(shí)施方式對本實(shí)用新型進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒有進(jìn)一步敘述的情況下，一個(gè)實(shí)施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其他實(shí)施方式中。

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型涉及一種用于厭氧發(fā)酵的沉砂去除系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括厭氧罐1，還包括沉砂暫存罐5、含砂料液導(dǎo)出管3和排砂裝置7；厭氧罐1的底部設(shè)置為漏斗形，其底部還設(shè)有含砂料液導(dǎo)出口2；含砂料液導(dǎo)出管3的一端與含砂料液導(dǎo)出口2連通，其另一端與沉砂暫存罐5連通；含砂料液導(dǎo)出管3與沉砂暫存罐5連通的一端設(shè)有含砂料液導(dǎo)入口12，含砂料液導(dǎo)入口12沿沉砂暫存罐5周向設(shè)置，以使含砂料液沿沉砂暫存罐5周向?qū)氩⒊市鳡顟B(tài)流動(dòng)；沉砂暫存罐5的底部設(shè)置為漏斗形，其底部還設(shè)有沉砂導(dǎo)出口6，排砂裝置7與沉砂導(dǎo)出口6連通，以使旋流沉降在沉砂暫存罐5底部的沉砂排出。

如圖1所示，該系統(tǒng)中的厭氧罐1用于厭氧發(fā)酵，需要說明的是，將厭氧罐1的底部設(shè)置為漏斗形是為了在厭氧發(fā)酵的攪拌過程中，利用旋流沉降原理，使沉砂向漏斗形厭氧罐底部的最底端聚集，進(jìn)而從含砂料液導(dǎo)出口2導(dǎo)出，保證了厭氧罐1中無沉砂堆積死角。此外，本實(shí)施例中，含砂料液導(dǎo)出口2設(shè)置在漏斗形厭氧罐底部的最底端，以使厭氧罐1底部聚集的含砂料液全部從含砂料液導(dǎo)出口2導(dǎo)出。

如圖1所示，該系統(tǒng)中的沉砂暫存罐5用于儲(chǔ)存含砂料液并進(jìn)一步分離沉砂，需要說明的是，沉砂暫存罐5的底部設(shè)置為漏斗形，與厭氧罐1的底部相同，也是為了利用旋流沉降原理，使沉砂向漏斗形沉砂暫存罐底部的最底端聚集，進(jìn)而從沉砂導(dǎo)出口6導(dǎo)出，保證了沉砂暫存罐5中無沉砂堆積死角。此外，本實(shí)施例中，沉砂導(dǎo)出口6設(shè)置在漏斗形沉砂暫存罐底部的最底端，以使沉砂暫存罐5底部聚集的沉砂全部從沉砂導(dǎo)出口6導(dǎo)出。

如圖1和圖2所示，該系統(tǒng)中的含砂料液導(dǎo)出管3用于將厭氧罐1底部的含砂料液導(dǎo)入沉砂暫存罐5，需要說明的是，將含砂料液導(dǎo)出管3的含砂料液導(dǎo)入口12設(shè)置為沿沉砂暫存罐5的周向，是為了利用含砂料液導(dǎo)入過程中的推力，沿沉砂暫存罐5的周向推動(dòng)含砂料液使之呈旋流狀態(tài)流動(dòng)，這種旋流方式無需攪拌、更為節(jié)能，而且操作簡單、便于控制。

如圖2所示，含砂料液導(dǎo)出管3與沉砂暫存罐5的具體連接方式為：含砂料液導(dǎo)出管3沿沉砂暫存罐5的徑向伸入并沿沉砂暫存罐5周向延伸，含砂料液導(dǎo)入口12設(shè)置于含砂料液導(dǎo)出管3伸入沉砂暫存罐5的管道末端，含砂料液導(dǎo)入口12所在的末段管道與靠近沉砂暫存罐5的含砂料液導(dǎo)出管3之間呈一定夾角，該夾角范圍在大于90°及小于180°之間，尤其以135°對于含砂料液的導(dǎo)入和旋流為最佳。本實(shí)施例中，含砂料液導(dǎo)入口12所在的末段管道與靠近沉砂暫存罐5的含砂料液導(dǎo)出管3之間呈135°夾角設(shè)置，含砂料液沿呈角度設(shè)置的含砂料液導(dǎo)出管3導(dǎo)入沉砂暫存罐5，進(jìn)而推動(dòng)沉砂暫存罐5中的含砂料液沿周向旋轉(zhuǎn)呈旋流狀態(tài)流動(dòng)，圖2中箭頭指示方向?yàn)楹傲弦旱男鞣较颍@種135°夾角設(shè)置方式能夠最大程度的利用含砂料液導(dǎo)入過程中的推力?？梢岳斫獾氖牵绢I(lǐng)域技術(shù)人員還可以采用其他合理的方式設(shè)置含砂料液導(dǎo)出管3和含砂料液導(dǎo)入口12，只要能夠使含砂料液導(dǎo)入口12沿沉砂暫存罐5周向設(shè)置，以使含砂料液可以呈旋流狀態(tài)即可。

本實(shí)施例中，該系統(tǒng)中的排砂裝置7在本實(shí)施例中為一種排砂螺旋。如圖3所示，排砂裝置7包括輸送筒體71和螺旋葉片72，輸送筒體71的一端與沉砂導(dǎo)出口6連通，其另一端設(shè)置有排砂口14；螺旋葉片72設(shè)置于輸送筒體71內(nèi)以推動(dòng)沉砂向排砂口14螺旋移動(dòng)。使用時(shí)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋葉片72推動(dòng)輸送筒體71內(nèi)的沉砂沿螺旋葉片72的表面螺旋移動(dòng)，使沉砂從沉砂導(dǎo)出口6移動(dòng)至排砂口14，進(jìn)而排出?？梢岳斫獾氖?，本實(shí)用新型的排砂裝置7并不局限于本實(shí)施例中的排砂螺旋，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以采用其他本領(lǐng)域常用的排砂裝置，只要達(dá)到快速、有效排砂的目的即可。

為了減少料液的浪費(fèi)，如圖1和圖2所示，該系統(tǒng)進(jìn)一步還包括清液回流管8，清液回流管8的一端與沉砂暫存罐5連通，其另一端與厭氧罐1連通，清液回流管8上設(shè)有回流泵9，以使沉砂暫存罐5的上層清液回流至厭氧罐1。需要說明的是，如圖1所示，在本實(shí)施例中，清液回流管8與沉砂暫存罐5的連接處位于含砂料液導(dǎo)出管3與沉砂暫存罐5的連接處的上方，以避免含砂料液中的沉砂未經(jīng)分離直接流入清液回流管8。

進(jìn)一步的，如圖2所示，清液回流管8與沉砂暫存罐5連通的一端設(shè)有清液導(dǎo)出口13，清液導(dǎo)出口13方向與含砂料液旋流方向相反設(shè)置，以降低清液回流管8吸入沉砂的概率，有利于保證除砂效果。如圖2所示，清液回流管8與沉砂暫存罐5的具體連接方式為：清液回流管8沿沉砂暫存罐5的徑向伸入并沿沉砂暫存罐5周向延伸，清液導(dǎo)出口13設(shè)置于清液回流管8伸入沉砂暫存罐5的管道末端，清液導(dǎo)出口13所在的末段管道朝向與含砂料液旋流方向相反，并與靠近沉砂暫存罐5的清液回流管8之間呈一定夾角，該夾角范圍在大于90°及小于180°之間，尤其以135°對于上層清液的回流為最佳。本實(shí)施例中，清液導(dǎo)出口13所在的末段管道與靠近沉砂暫存罐5的清液回流管8之間呈135°夾角設(shè)置，上層清液沿呈角度設(shè)置的清液回流管8吸入，這種135°夾角設(shè)置方式在避免吸入沉砂的同時(shí)最大程度的減小了上層清液的吸入阻力，有利于降低能耗?？梢岳斫獾氖牵绢I(lǐng)域技術(shù)人員還可以采用其他合理的方式設(shè)置清液回流管8和清液導(dǎo)出口13，只要能夠使清液導(dǎo)出口13朝向與含砂料液旋流方向相反，以避免將沉砂吸入清液回流管8即可。

為了便于控制除砂操作，如圖1所示，含砂料液導(dǎo)出管3上設(shè)有用于控制含砂料液導(dǎo)入流速的進(jìn)料閥4，通過調(diào)節(jié)進(jìn)料閥4控制含砂料液導(dǎo)入流速，以適用于處理不同含砂量的含砂料液。

進(jìn)一步的，如圖1所示，清液回流管8上設(shè)有用于控制清液回流速度的出料閥10，通過同時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)料閥4和出料閥10，使含砂料液導(dǎo)入流速與清液回流速度相匹配，保證含砂料液中的沉砂有足夠的旋流沉降時(shí)間，有利于保證除砂效果，可適用于處理不同含砂量的含砂料液。

再進(jìn)一步，如圖1所示，沉砂暫存罐5的頂部還設(shè)置有放空閥11。使用時(shí)，打開放空閥11，沉砂暫存罐5內(nèi)為敞開空間，通過進(jìn)料閥4和出料閥10的交替開啟，可實(shí)現(xiàn)除砂工作的間斷操作；關(guān)閉放空閥11，沉砂暫存罐5內(nèi)為封閉空間，同時(shí)打開進(jìn)料閥4和出料閥10，開啟回流泵9和所述排砂裝置，可實(shí)現(xiàn)除砂工作的連續(xù)操作。通過設(shè)置的放空閥11，配合進(jìn)料閥4和出料閥10，實(shí)現(xiàn)了除砂工作的間斷操作與連續(xù)操作狀態(tài)的切換，適用于不同流體狀態(tài)和含砂量的除砂工作。

該系統(tǒng)的工作原理如下：

隨著厭氧發(fā)酵的攪拌，厭氧罐1中的沉砂通過旋流沉降作用沉降至厭氧罐1底部，設(shè)置為漏斗形的厭氧罐底部將沉砂向含砂料液導(dǎo)出口2聚集。進(jìn)而，通過含砂料液導(dǎo)出管3將含砂料液沿沉砂暫存罐5的周向?qū)氤辽皶捍婀?中，并推動(dòng)含砂料液呈旋流狀態(tài)流動(dòng)。隨后，含砂料液中的沉砂通過旋流沉降作用沉降至沉砂暫存罐5底部，設(shè)置為漏斗形的沉砂暫存罐底部將沉砂向沉砂導(dǎo)出口6聚集。最后，通過排砂裝置7將旋流沉降在沉砂暫存罐5底部的沉砂排出。同時(shí)，沉砂暫存罐5內(nèi)的清液在回流泵9的作用下，經(jīng)清液回流管8回流至厭氧罐1。

本實(shí)用新型利用旋流沉降原理在厭氧罐1和沉砂暫存罐5中分步分離沉砂，并通過將厭氧罐1和沉砂暫存罐5的底部設(shè)置為漏斗形以保證無沉砂堆積死角，除砂效果顯著。而且，本實(shí)用新型通過將含砂料液導(dǎo)入口12設(shè)置為沿沉砂暫存罐5的周向，充分利用了含砂料液導(dǎo)入過程中的推力使含砂料液呈旋流狀態(tài)流動(dòng)，這種旋流方式無需攪拌、更為節(jié)能。