專利名稱：一種水平流固定床厭氧反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種厭氧反應(yīng)器，特別是關(guān)于一種在沼氣工程中使用的水平流固定床厭 氧反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
產(chǎn)沼氣厭氧反應(yīng)器的最基本的要求是1、保證反應(yīng)器內(nèi)較高濃度的微生物數(shù)量； 2、盡可能延長反應(yīng)原料(污水)與微生物的接觸機(jī)會和時間；3、保證一定的反應(yīng)溫度。為 了滿足這些要求，到目前為止出現(xiàn)了多種形式的反應(yīng)器類型，如上流式污泥床厭氧反應(yīng)器、 內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器、全混式厭氧反應(yīng)器、折流板厭氧反應(yīng)器等等。但無論哪一種反應(yīng)器，都 存在以下問題1、在反應(yīng)器內(nèi)以保留大量污泥作為保證微生物數(shù)量的手段，其問題是反應(yīng) 器的空間要加大，水流大時污泥容易流失而影響效果，水流小時污泥容易沉淀而影響效果； 2、這些反應(yīng)器為了水層下保持污泥層和延長水流通過污泥層的距離(時間)，其外形設(shè)計 上均成為上下長的塔式結(jié)構(gòu)，結(jié)果在北方寒冷季節(jié)保溫困難或無法保溫而停止產(chǎn)氣。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種反應(yīng)器空間較小，反應(yīng)效果好，且適用于 北方寒冷季節(jié)的水平流固定床厭氧反應(yīng)器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種水平流固定床厭氧反應(yīng)器，其特 征在于它包括一具有頂蓋的外殼，所述外殼一端的下部設(shè)置有一進(jìn)料口，另一端上部設(shè)置 有一出料口，所述外殼頂部設(shè)置有集氣管路，所述外殼底部設(shè)置有多個排渣口，所述出料口 和排渣口處設(shè)置有濾網(wǎng)，所述外殼內(nèi)部沿水流方向間隔設(shè)置有多塊導(dǎo)流擋板和分隔檔板， 靠近所述進(jìn)料口一側(cè)的各分隔檔板之間設(shè)置有固定膜載體組件。所述分隔擋板和所述導(dǎo)流擋板的高度一致，為所述外殼高度的80 90%，所述分 隔擋板的寬度為所述外殼寬度的70 80%，所述分隔擋板在所述外殼的兩側(cè)壁交錯連接； 所述導(dǎo)流擋板的寬度與所述外殼寬度相同，在導(dǎo)流擋板的底部設(shè)置有導(dǎo)流口，所述外殼內(nèi) 每設(shè)置3 4個分隔擋板后設(shè)置一個導(dǎo)流擋板。所述分隔擋板和導(dǎo)流擋板是厚度為3 8mm、不銹鋼篩網(wǎng)內(nèi)包設(shè)活性炭纖維的平 板。所述固定膜載體組件采用多圓環(huán)排列式、多方框排列式、同心圓式和平行板式結(jié) 構(gòu)之一，組成所述固定膜載體組件中的每個單體均采用不銹鋼篩網(wǎng)內(nèi)包設(shè)活性炭纖維的結(jié) 構(gòu)。所述活性炭纖維的比表面積可為900 2500m2/g、孔隙分布率彡90%,長度為2 6mm，所述不銹鋼篩網(wǎng)為1 3mm粗、4 100目的材料。所述出料口和排渣口的濾網(wǎng)孔徑為1 5mm，所述出料口的濾網(wǎng)為抽拉式濾網(wǎng)。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由于采用活性炭纖維 (ACF)和不銹鋼篩網(wǎng)制成載體材料，并根據(jù)反應(yīng)器的體積將載體材料的尺寸和放置位置進(jìn)行合理布局，當(dāng)反應(yīng)器成功啟動后，載體材料上會附著豐富的產(chǎn)酸菌群和產(chǎn)甲烷菌群，在載 體間隙和反應(yīng)器底部的污泥沉降區(qū)也充滿了豐富的懸浮微生物；因此當(dāng)反應(yīng)器處理含固率 很低的液體廢水時，固著的微生物和懸浮的微生物可同時對廢水有機(jī)物處理；當(dāng)反應(yīng)器處 理含固率較高的固體物料時，懸浮微生物雖會隨出料大量流失，但載體固著的微生物也足 以對物料進(jìn)行厭氧發(fā)酵。2、本發(fā)明由于依靠載體填料使反應(yīng)器內(nèi)擁有大量附著的生物膜， 微生物的停留時間(污泥停留時間)可以超過100天，不宜流失，裝置內(nèi)各種不同的微生物 通過篩選作用，形成自然分層，可使各類微生物處于最佳的生長環(huán)境中，因此微生物的活性 較高，負(fù)荷較大，有較高的處理效率，抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)。3、本發(fā)明由于微生物附著生長 于特制的載體材料上，可形成3.0 10. Omm的污泥微生物層，當(dāng)反應(yīng)器酸敗后，載體材料間 隙的懸浮污泥和載體材料上的污泥微生物層外層的微生物失活或死亡，但是污泥微生物層 的結(jié)構(gòu)不會遭到破壞，而且內(nèi)層微生物還保持有一定的活性，因此想要快速恢復(fù)反應(yīng)器的 處理能力，可先用自來水洗脫出器內(nèi)酸性的廢水以及失活的懸浮污泥，并停留1 2天，再 向器內(nèi)加入調(diào)節(jié)至中性的待處理廢水，容積負(fù)荷從低到高逐漸恢復(fù)反應(yīng)器的處理能力。此 過程一般僅需8 10天。4、本發(fā)明由于采用活性炭纖維和不銹鋼篩網(wǎng)制成載體材料，同時 能夠?qū)⒐潭ㄎ⑸锏妮d體材料做成引導(dǎo)水流的折板，使產(chǎn)氣微生物定殖固定在載體上發(fā)揮 產(chǎn)氣的作用，因此不但擺脫了依靠大量的污泥來確保微生物量的弊病，截留了豐富而又高 活性的微生物，不再受制于顆粒污泥；而且可以按水平流的方向排列于反應(yīng)器內(nèi)，并且不需 要布料器，從而真正解決了生物膜反應(yīng)器易溝流和堵塞的問題。5、本發(fā)明反應(yīng)器由于做成 臥式的外形結(jié)構(gòu)，可以方便地安裝在地下或溫室內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)北方寒冷季節(jié)的保溫，解決北方 冬季因無法保溫而停止運(yùn)行的問題。6、本發(fā)明因微生物穩(wěn)定固定在載體上的密度大，避免 了隨水流流失，保證了反應(yīng)器的產(chǎn)氣效率的穩(wěn)定性和高效率。本發(fā)明具有耐熱、耐酸、耐堿， 成型性好等特點(diǎn)，可以廣泛用于各種畜禽養(yǎng)殖廢污、加工工業(yè)有機(jī)廢水、城鄉(xiāng)生活污水的厭 氧發(fā)酵沼氣生產(chǎn)中。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意2是圖1的俯視示意3是本發(fā)明分隔擋板結(jié)構(gòu)示意4是本發(fā)明倒流擋板結(jié)構(gòu)示意5是本發(fā)明固定膜載體組件的多圓環(huán)排列式結(jié)構(gòu)示意6是圖5中一個圓環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括一具有頂蓋的外殼1，外殼1兩端分別設(shè)有進(jìn)料口 2 和出料口 3，外殼1頂部設(shè)置有集氣管路4，外殼1底部設(shè)置有多個排渣口 5。出料口 3和排 渣口 5處設(shè)置有濾網(wǎng)6，外殼1內(nèi)部沿水流方向設(shè)置有多塊垂直的分隔檔板7和導(dǎo)流擋板 8，靠近進(jìn)料口 2 —側(cè)的各分隔檔板7之間設(shè)置有固定膜載體組件9。上述實(shí)施例中，外殼1可以采用一長方形結(jié)構(gòu)或其它臥式結(jié)構(gòu)，這樣可以比較方便地設(shè)置在地下或溫室內(nèi)進(jìn)行保溫。進(jìn)料口 2 —般設(shè)置在外殼1 一側(cè)下部，出料口 3 —般設(shè) 置在外殼1另一側(cè)上部。排渣口 5既是污泥的排泥口，又是處理固體物料時的排料口。出 料口 3的濾網(wǎng)可以采用抽拉式濾網(wǎng)6，其孔徑為1 5mm，作用是當(dāng)本發(fā)明處理高濃度廢水 (COD彡50000mg/L)時，可以截留更多的懸浮微生物于外殼1內(nèi)；而當(dāng)本發(fā)明處理含固率較 高的固體物料時，可將抽拉式濾網(wǎng)6拉出，利于大顆粒物料的排出。如圖3、圖4所示，本發(fā)明設(shè)置的分隔擋板7和導(dǎo)流擋板8均為特制的膜載體。這 種膜載體是采用在活性炭纖維外面設(shè)置不銹鋼篩網(wǎng)，制成厚度為3 8mm的平板。其中的 活性炭纖維的比表面積可為900 2500m2/g、孔隙分布率彡90%，可以選擇長度為2 6mm 的碳纖維材料；不銹鋼篩網(wǎng)可以根據(jù)處理不同的廢水或固體物料，選擇1 3mm粗、4 100 目的材料。分隔擋板7和導(dǎo)流擋板8的材料相同，但形狀不同；擋板7和8高度一致，為外 殼1高度的80 90%，而寬度不同，分隔擋板7的寬度是外殼1寬度的70 80%，且在外 殼1的兩側(cè)壁交錯連接，進(jìn)而形成折流間隙。導(dǎo)流擋板8的寬度與外殼1相同，在導(dǎo)流擋板 的底部設(shè)置有導(dǎo)流口 81。一般排列3 4個分隔擋板7后就需排列1個導(dǎo)流擋板8。分隔 擋板7和導(dǎo)流擋板8的作用是在本發(fā)明啟動初期，廢水可以大部分流過分隔擋板7和導(dǎo)流 擋板8，加速微生物在膜載體上的生長；成功啟動后，廢水或含固率高的物料只有很少部分 可以透過分隔擋板7和導(dǎo)流擋板8，大部分需要在水平方向前、后折流，以此加大物料在外 殼1中的流程，而且在折流的過程中，物料會充分與分隔擋板7和導(dǎo)流擋板8上的微生物膜 載體接觸，從而增加了傳質(zhì)效果，達(dá)到更好的處理效果。本發(fā)明固定膜載體組件9的制作材料與分隔擋板7和導(dǎo)流擋板8相同，但形狀可 不同。固定膜載體組件9的形狀可以根據(jù)外殼1的體積、形狀以及要處理的物料的特性來 決定。比如可以將固定膜載體組件9制成多圓環(huán)91排列式(如圖5、圖6所示)，固定膜載 體組件9中的每一個單體都是采用不銹鋼篩網(wǎng)內(nèi)包設(shè)活性炭纖維的圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)。固定膜載 體組件9還可以采用多方框排列式、同心圓式和平行板式等結(jié)構(gòu)，亦即在固定膜載體組件9 中的每個單體可以是方環(huán)狀結(jié)構(gòu)、大圓環(huán)套小圓環(huán)結(jié)構(gòu)、及多層平板結(jié)構(gòu)。固定膜載體組件 9中的不銹鋼篩網(wǎng)和活性炭纖維材料的采用要求與分隔擋板7和導(dǎo)流擋板8類似。固定膜 載體組件9的作用是當(dāng)處理的目標(biāo)物為超高濃度物料時，可在外殼1的前幾個隔室中添加 此組件，起到更好的處理效果。上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所 變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種水平流固定床厭氧反應(yīng)器，其特征在于它包括一具有頂蓋的外殼，所述外殼 一端的下部設(shè)置有一進(jìn)料口，另一端上部設(shè)置有一出料口，所述外殼頂部設(shè)置有集氣管路， 所述外殼底部設(shè)置有多個排渣口，所述出料口和排渣口處設(shè)置有濾網(wǎng)，所述外殼內(nèi)部沿水 流方向間隔設(shè)置有多塊導(dǎo)流擋板和分隔檔板，靠近所述進(jìn)料口一側(cè)的各分隔檔板之間設(shè)置 有固定膜載體組件。
2.如權(quán)利要求1所述的一種水平流固定床厭氧反應(yīng)器，其特征在于所述分隔擋板和 所述導(dǎo)流擋板的高度一致，為所述外殼高度的80 90%，所述分隔擋板的寬度為所述外殼 寬度的70 80%，所述分隔擋板在所述外殼的兩側(cè)壁交錯連接；所述導(dǎo)流擋板的寬度與所 述外殼寬度相同，在導(dǎo)流擋板的底部設(shè)置有導(dǎo)流口，所述外殼內(nèi)每設(shè)置3 4個分隔擋板后 設(shè)置一個導(dǎo)流擋板。
3.如權(quán)利要求1所述的一種水平流固定床厭氧反應(yīng)器，其特征在于所述分隔擋板和 導(dǎo)流擋板是厚度為3 8mm、不銹鋼篩網(wǎng)內(nèi)包設(shè)活性炭纖維的平板。
4.如權(quán)利要求2所述的一種水平流固定床厭氧反應(yīng)器，其特征在于所述分隔擋板和 導(dǎo)流擋板是厚度為3 8mm、不銹鋼篩網(wǎng)內(nèi)包設(shè)活性炭纖維的平板。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種水平流固定床厭氧反應(yīng)器，其特征在于所 述固定膜載體組件采用多圓環(huán)排列式、多方框排列式、同心圓式和平行板式結(jié)構(gòu)之一，組成 所述固定膜載體組件中的每個單體均采用不銹鋼篩網(wǎng)內(nèi)包設(shè)活性炭纖維的結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求3或4所述的一種水平流固定床厭氧反應(yīng)器，其特征在于所述活性炭 纖維的比表面積可為900 2500m2/g、孔隙分布率彡90%，長度為2 6mm，所述不銹鋼篩 網(wǎng)為1 3mm粗、4 100目的材料。
7.如權(quán)利要求5所述的一種水平流固定床厭氧反應(yīng)器，其特征在于所述活性炭纖維 的比表面積可為900 2500m2/g、孔隙分布率彡90%，長度為2 6mm，所述不銹鋼篩網(wǎng)為 1 3mm粗、4 100目的材料。
8.如權(quán)利要求1或2或3或4或7所述的一種水平流固定床厭氧反應(yīng)器，其特征在于 所述出料口和排渣口的濾網(wǎng)孔徑為1 5mm，所述出料口的濾網(wǎng)為抽拉式濾網(wǎng)。
9.如權(quán)利要求5所述的一種水平流固定床厭氧反應(yīng)器，其特征在于所述出料口和排 渣口的濾網(wǎng)孔徑為1 5mm，所述出料口的濾網(wǎng)為抽拉式濾網(wǎng)。
10.如權(quán)利要求6所述的一種水平流固定床厭氧反應(yīng)器，其特征在于所述出料口和排 渣口的濾網(wǎng)孔徑為1 5mm，所述出料口的濾網(wǎng)為抽拉式濾網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水平流固定床厭氧反應(yīng)器，其特征在于它包括一具有頂蓋的外殼，所述外殼一端的下部設(shè)置有一進(jìn)料口，另一端上部設(shè)置有一出料口，所述外殼頂部設(shè)置有集氣管路，所述外殼底部設(shè)置有多個排渣口，所述出料口和排渣口處設(shè)置有濾網(wǎng)，所述外殼內(nèi)部沿水流方向間隔設(shè)置有多塊導(dǎo)流擋板和分隔檔板，靠近所述進(jìn)料口一側(cè)的各分隔檔板之間設(shè)置有固定膜載體組件。本發(fā)明因微生物穩(wěn)定固定在載體上的密度大，避免了隨水流流失，保證了反應(yīng)器的產(chǎn)氣效率的穩(wěn)定性和高效率。本發(fā)明具有耐熱、耐酸、耐堿，成型性好等特點(diǎn)，可以廣泛用于各種畜禽養(yǎng)殖廢污、加工工業(yè)有機(jī)廢水、城鄉(xiāng)生活污水的厭氧發(fā)酵沼氣生產(chǎn)中。
文檔編號C02F3/28GK102092848SQ201010611909
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者崔宗均, 朱萬斌, 王小芬, 程序, 袁旭峰 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)