專利名稱：一種適合高濃度原料的全混—厭氧濾池串聯一體式反應器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種厭氧消化反應器，尤其是能實現高濃度原料高效發酵產氣的全混-厭氧濾池串聯一體式的厭氧消化反應器。
背景技術：
傳統的全混式厭氧消化反應器可以使發酵原料和微生物處于完全混合狀態，提高傳質傳熱能力，表現出較佳的產氣效率，在沼氣工程中應用廣泛，占總工程數量的50%以上。但在該反應器內，新進入的原料由于攪拌作用很快與反應器內的全部發酵液混合，排出的料液又與發酵液的底物濃度相同，因此出料時底物未完全消化，原料利用率低；同時微生物也隨之流失，為使厭氧菌群的沖出速度與其增值速度平衡，保持反應器內較好的微生物活性，需要設計較長的水力停留時間，從而造成反應器體積較大，運行能耗增加。厭氧濾池反應器利用厭氧菌群容易附著在固體表面生長的習性，在內部安裝填料，附著生長的生物膜不易流失，能保持較佳的活性，因此可以承受較高的負荷率，縮小反應器體積。但生物膜過多的積累和在填料空隙中污泥的沉積，以及高濃度原料的進入都會導致填料的堵塞，縮短使用壽命，因此不適合濃度較高的原料。
發明內容本實用新型提供了一種適于高濃度原料的一體式厭氧消化反應器，該反應器綜合了全混式和厭氧濾池反應器的特點，既能提高反應器中微生物的數量和活性，又能提高原料利用率和產氣效率，減少運行能耗。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種適合高濃度原料的全混-厭氧濾池串聯一體式反應器，主要包括:反應器主體、進料裝置、全混厭氧消化區、厭氧濾池、出料裝置、沼氣收集、排泥等裝置，全混厭氧消化區和厭氧濾池串聯設計。所述的反應器主體是一個完整的圓柱形密封罐，底部傾斜設計，反應器的其他裝置依托于該反應器主體中。所述的進料裝置由進料管、進料泵、進料泵輸送管、均勻布料管、布料管出料口、閥門等組成。進料裝置位于反應器的下部，進料泵通過輸送管與反應器進料口相連，均勻布料管設置在反應器主體的正下方，布料管出料口均勻朝下布置在布料管上，以防止懸浮物或成團微生物堵塞出料口。所述的全混厭氧消化區位于反應器主體的中下部，設有側向攪拌器。所述的厭氧濾池位于反應器主體的中上部，厭氧濾池和全混厭氧消化區的高度比為1: 1，厭氧濾池內部充滿可附著微生物的填料。所述的出料裝置包括出料口和出料管，出料口位于反應器的中上部，厭氧濾池上方，出料管與外部相連，將沼液排出反應器。所述的沼氣收集裝置包括閥門、沼氣出口，位于反應器頂部。[0013]所述的排泥裝置包括反應器出泥口和出泥管，出泥口位于反應器最下方，傾斜面的底部，出泥管與外部相連，將沼渣或死泥排出反應器。本實用新型的有益效果為:高濃度原料通過進料裝置從底部進入反應器，在進料泵壓力作用下分別通過全混厭氧消化區和厭氧濾池，先后進行兩次消化，提高了原料的降解率和利用率；全混厭氧消化區中攪拌器對料液的擾動間接沖洗了厭氧濾池中的填料，減少了因微生物積累過多或高濃度原料進入濾池產生的堵塞現象，增加了填料的使用壽命；厭氧濾池中成團微生物的下沉增加了全混厭氧消化區的微生物量和微生物在反應器中的停留時間，提高了產氣效率，減少了運行能耗。

附圖是本實用新型的原理示意圖。圖中1.反應器主體，2.進料泵進料口，3.進料泵，4.進料泵輸送管，5.反應器進料口，6.均勻布料管，7.布料管出料口，8.攪拌器，9.全混厭氧消化區，10.厭氧濾池，
11.填料，12.沼液出口，13.反應器出料管，14.沼氣出口，15.沼氣閥門，16.反應器出泥口，17.出泥管。
具體實施方式
結合附圖對本實用新型的技術方案做進一步說明。工作時，高濃度原料從進料泵進料口(2)進入進料泵(3)，通過進料泵輸送管(4)從反應器進料口(5)進入反應器主體(I)，在進料泵(3)的壓力下，依靠反應器底部的均勻布料管(6)從布料管出料口(7)向上進入厭氧消化區域。首先，料液進入全混厭氧消化區
(9)，在攪拌器(8)作用下進行完全混合式厭氧消化；然后向上運動進入厭氧濾池(10)，料液中剩余的有機物依靠附著在填料(11)周圍的微生物進行二次消化，使原料得到更好的降解。填料(11)中富集成團的微生物，由于自重較大，部分會在重力作用下進入全混厭氧消化區(9)，提高了該區的微生物量，與此同時，全混厭氧消化區(9)中的微生物受料液流動的影響，向上進入厭氧濾池(10)，在填料(11)周圍富集，從而大大減少了全混反應器由于料液全進全出造成的微生物流失量。另外，由于全混厭氧消化區(9)中攪拌器(8)的作用，間接對厭氧濾池(10)中的填料(11)產生擾動，減少了因微生物積累過多或高濃度原料進入濾池產生的堵塞現象，增加了填料的使用壽命。消化后的沼液通過反應器出料口(12)從出料管(13)排出；打開閥門(15)，產生的沼氣從沼氣出口(14)排出并收集；反應過程中沉積的污泥通過反應器出泥口(16)從出泥管(17)排出。
權利要求1.一種適合高濃度原料的全混-厭氧濾池串聯一體式反應器，其特征是:由反應器主體、進料裝置、全混厭氧消化區、厭氧濾池、出料裝置、沼氣收集裝置、排泥裝置組成，全混厭氧消化區和厭氧濾池串聯設計，分別位于反應器主體的中下部和中上部。
2.根據權利要求1所述的適合高濃度原料的全混-厭氧濾池串聯一體式反應器，其特征是:反應器主體是一個完整的圓柱形密封罐，底部傾斜設計，反應器的其他裝置依托于該反應器主體中。
3.根據權利要求1所述的適合高濃度原料的全混-厭氧濾池串聯一體式反應器，其特征是:進料裝置由進料管、進料泵、進料泵輸送管、均勻布料管、布料管出料口、閥門組成，均勻布料管設置在反應器主體的正下方，布料管出料口均勻朝下布置在布料管上。
4.根據權利要求1所述的適合高濃度原料的全混-厭氧濾池串聯一體式反應器，其特征是:全混厭氧消化區設有側向攪拌器。
5.根據權利要求1所述的適合高濃度原料的全混-厭氧濾池串聯一體式反應器，其特征是:厭氧濾池和全混厭氧消化區的高度比為1: 1，厭氧濾池內部充滿可附著微生物的填料。
專利摘要一種適合高濃度原料的全混-厭氧濾池串聯一體式反應器。它由反應器主體、進料裝置、全混厭氧消化區、厭氧濾池、出料裝置、沼氣收集裝置、排泥裝置等組成。全混厭氧消化區和厭氧濾池串聯設計，分別位于反應器主體的中下部和中上部，全混厭氧消化區設有側向攪拌器，厭氧濾池內部充滿可附著微生物的填料，厭氧濾池和全混厭氧消化區的高度比為1∶1。運行時，進料裝置從底部運送物料先后經過全混厭氧消化區和厭氧濾池，最后從出料口排出。該反應器綜合了全混式和厭氧濾池反應器的特點，既能提高反應器中微生物的數量和滯留期，又能提高原料利用率和產氣效率，減少運行能耗。
文檔編號C02F9/14GK203033855SQ20122059410
公開日2013年7月3日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者陳羚, 董保成, 張玉華, 趙立欣, 羅娟, 宋成軍, 萬小春 申請人:農業部規劃設計研究院