專利名稱：五級厭氧甲烷反應器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種五級厭氧甲烷反應器，屬于新能源和環保的技術領域，是一種高 效甲烷反應器裝置，可廣泛應用于工業污水、生活污水、生活垃圾、禽畜糞便、農作物秸稈等 有機物的厭氧消化處理。
背景技術：
目前，還沒有這種形式的五級厭氧甲烷反應器，現有的沼氣工程，大部分都是一 級厭氧反應裝置，也有少量的已經是二級(二相)或三級(三相)反應，甲烷含量一般都 在55-65%之間，且不能形成一種工廠化產品，也不能應用于大規模能量供應。同時由于傳 統沼氣發酵罐生成沼氣方式上缺少微生物反應過程中所需要的反復的反應過程，因此，生 產沼氣較慢，轉化的效率低下，并且甲烷含量較低。另外，厭氧發酵的料液需要溫度(一般 30-55度為宜)，如不給發酵的料液加溫，寒冷地區冬季沼氣裝置就不能正常使用，或再用 大量的能源給沼氣裝置自身加熱，運行費用很大，造成一些用戶不再使用的現象。而且傳統 沼氣裝置效率低、體積大難以實現工廠化成型和機械化作業生成沼氣，沼氣裝置滲漏氣現 象普遍存在，也限制了沼氣在工農業生產和人們生活上的大規模應用。我國發展沼氣已有十幾年的歷史了，近年來連續六年中央1號文件中要求推廣沼 氣，并納入到4萬億內需范圍和民生工程中，加以推廣。到2009年底，有關部門統計，我國戶 用沼氣已有約3500萬口，大中型沼氣工程近57000處，發展速度日益加快，對沼氣新產品、 新技術的需求越來越為迫切。近年來，我國城鎮建設、工業、農業和養殖業的規模都在迅猛擴大，城鎮生活垃圾 和污水總量發展很快，年增長速度約6%以上，但治理利用率卻很低，如北京和上海等大城 市僅為3 % 8 %，較好的城市也只有5 % 15 % ；工業排污水的企業約有幾十萬家，大中型 養殖企業約有幾萬家，農作物秸稈每年約幾百萬噸，這些廢棄有機物目前的治理和利用總 的也還不到10%，這不僅浪費了資源、污染了水源和環境，也危害了人們的身體健康。另外 隨著經濟的發展和人們生活水平的提高，能源緊張短缺的形勢越來越嚴峻，世界性爭奪能 源成了全球主要不安定因素，開發新的替代能源迫在眉睫。我們如能將這些資源采用沼氣化處理，把所產生的沼氣用于發電，所發的電量相 當于我國目前發電總量的20%，也治理了環境，還提供了大量的有機肥。因此，開發新型沼 氣反應器勢在必行，迫切需要。
發明內容
本發明是要提供一種五級厭氧甲烷反應器，是一種采用五級(五相)厭氧，產生高濃度甲烷(沼氣)的裝置，五級厭氧甲烷反應器提高了生成甲烷效率和甲烷的濃度，可進一 步充分消化發酵有機物，可使經過厭氧反應過的出口水質變得更好。同時還能改善過去在 沼氣生成方法上所缺少的料液反復反應過程，可再將厭氧出口的水再進行好氧發酵產生成 中水達標排放，不在形成二次污染。本發明為達到上述目的是以這樣的方式實現的將厭氧反應裝置設計成五級，好 氧反應裝置一級，并將好氧池設在厭氧池第二級與第三級之間，利用好氧反應中排放的熱 能給上下厭氧池加溫，從而減少厭氧反應中的自身耗能。料液從進料池進入，通過一級厭氧 池消化后，難以降解的雜物從出渣口由排渣機排出，再將一級厭氧池已降解下來的料液，經 二級厭氧反應后由泵抽入三級厭氧池繼續發酵，三級厭氧池在進料水流和甲烷氣作用下， 升流至四級厭氧池反應，四級厭氧池將進入料液同等的量溢流至五級厭氧池繼續反應，第 五級厭氧池同時也作為儲液池使用(這里料液可直接作為肥料使用)；作肥后多余的料液 經分流出，進入好氧池中進行好氧再消化生成中水后，達標排放。甲烷氣從一級經壓料板的 空隙升流至二級，二級中的甲烷氣經甲烷升壓管和甲烷噴管噴入三級厭氧池再反應凈化。本發明的實現，技術解決方案是一種五級厭氧甲烷反應器，主要由蓋板二(2)、進 料池(4)、一級厭氧池(7)、二級厭氧池(9)、出料池(11)、三級厭氧池(18)、溢流管(20)、溢 流口(21)、集氣罩(23)、水封池(24)、甲烷升壓管(26)、甲烷噴管(27)、進液料口(30)、四 級厭氧池(31)、五級厭氧池(45)和好氧池(41)組成。其中甲烷升壓管(26)、甲烷噴管(27) 將上級厭氧池的甲烷氣噴入下級厭氧池再反應凈化；氣水升流口(25)將三級厭氧池(18) 與四級厭氧池(31)直通；甲烷連管(32)、甲烷噴管(27)將上級厭氧池中的甲烷氣與下級 厭氧池連通。壓料通花板(8)是可通氣通水的；進料池(4)設有排沙泵(5)和格欄(6)；出 料口(11)中設有旋轉出渣機(10)、濾板(12)和循環泵(13)；四級厭氧池(31)和五級厭氧 池(45)的頂部均設有水封池(24)和集氣罩(23)；四級厭氧池(31)與溢流口(21)間設有 溢流管(20)。其特征在于二級厭氧池(9)設在一級厭氧池(7)內的上部；好氧池(41)設 在二級厭氧池(9)和三級厭氧池(18)的中間，用好氧池(41)內產生的熱量給上下池加熱； 進液料口(30)設置于最高處，可使液料自流至三級厭氧池(18)、四級厭氧池(31)、五級厭 氧池(45)、好氧池(41)和進料池(4)；甲烷噴管(27)將上級產生的甲烷氣噴入下級厭氧池 中再次反應凈化，生產出含量高的甲烷氣；集氣罩(23)直接扣入水封池(24)中，密封性好； 打開蓋板二(2)可直接放入粉碎過的秸稈。本發明的實現，技術解決方案是在進料池中設有格柵、蓋板一、蓋板二和排沙泵， 污水進入格柵前，污水中的雜物被格擋，粉碎過的秸稈和分檢后的有機垃圾可直接從格柵 后進入(打開蓋板二進料)，沉淀在池底的泥沙由排沙泵排出。本發明的實現，技術解決方案是一級厭氧池主要為酸化降解階段，所降解的料液 進入下級再厭氧反應產生甲烷。本發明的實現，技術解決方案是將上級厭氧池產生的甲烷氣經下級厭氧池中再反 應凈化，獲得甲烷含量高的甲烷氣。本發明的實現，技術解決方案是將厭氧池設為五級，進一步提高甲烷氣中的甲烷 含量，并可充分降解有機物，使出水的水質更好。本發明的實現，技術解決方案是在將一級厭氧池、二級厭氧池、好氧池、三級厭氧 池、四級厭氧池一一疊加起來，五級厭氧池另置于四級厭氧池的高度之下，由一個循環泵即可給三級厭氧池以上的所有裝置供料液，節能簡便。本發明的實現，技術解決方案是集氣罩直接扣入水封池中，密封性好，解決了現有 沼氣裝置易漏氣問題；另外裝卸方便，便于維護。本發明與現有常規沼氣裝置相比具有以下優點一、適應廣。由于本發明在一級厭氧池與二級厭氧池之間設有壓料板，在出料口設 有旋轉出渣機，垃圾、秸稈、糞便等各類有機廢棄物都可進行厭氧發酵處理，并可實現規模 化處理。二、甲烷含量高。由于本發明設有五級厭氧池，可使厭氧發酵所產生的可燃氣中的 甲烷含量由現在的55% 65%提高到80%以上。三、能耗低。由于本發明將進液料口設在所有裝置的最高處，一個泵就可以給三級 以上的厭氧池及好氧池供料。利用落差自流，可節約大量的電能；將好氧池設在二級厭氧池 和三級厭氧池之間，利用好氧所排放的熱能給上下池中的發酵原料加熱，從而減少給厭氧 發酵原料加熱所需的能量。因此，達到低能耗的效果，運行中總節能可達60%以上。四、克服了浮殼沉渣現象。由于本發明將大量的易浮易沉的物體放在一級厭氧池 和二級厭氧池酸化降解，降解后的料液再泵入下一級厭氧池反應，這樣大量的浮殼和沉渣 就可從出料口被旋轉出渣機排出，不形成浮殼沉渣現象。五、采用集氣罩方法集氣，密封性好，解決了現有沼氣裝置易漏氣問題；另外裝卸 方便，便于維護。六、厭氧發酵過的料液可直接作肥料使用。多余的料液經好氧池好氧發酵進一步 分解，可使排出的料液變成清水排放。
四以下結合附圖對本發明做進一步的描述。
圖1是本發明的原理結構圖，實施時不受本圖限制。圖1中1、蓋板一 2、蓋板二 3、進污水口 4、進料池5、排沙泵6、格柵7、一級厭 氧池8、壓料通花板9、二級厭氧池10、旋轉出渣機11、出料口 12、濾板13、循環泵14濾 渣池15排泥閥16、分液閥17、連管18、三級厭氧池19、限流管20、溢流管21、溢流口 22、透光防護棚23、集氣罩24、水封池25、氣水升流口 26、甲烷升壓管27、甲烷噴管28、 一級人孔29 二級人孔30、進液料口 31、四級厭氧池32、甲烷連管33、出液管34、限流閥 35、料液分流管36、進料液管37、氣水管38、氣水分離器39、風機40、噴氣管41、好氧池 42、排渣板43、甲烷氣輸出管44、布液管45、五級厭氧池46、連通池47、出液泵48、出水
五具體實施例方式參照圖1，本發明的運行過程是這樣的污水由進污水口(3)進入進料池(4)，經 過格柵(6)后進入一級厭氧池(7)發酵。一級厭氧池(7)和二級厭氧池(9)是酸化降解為 主。降解后的發酵液進入下級厭氧池發酵生產甲烷氣。運行過程中，好氧池(41)中好氧所 產生的熱量給厭氧發酵的料液加熱。五級厭氧池(45)既是厭氧池也是儲液池(直接取出 做肥料使用)。多余的液料經連管(17)，限流管(19)流入好氧池(41)中好氧處理成清水經氣水分離后排放。深泥由排泥閥(15)定期排出。甲烷氣經過甲烷噴管(27)噴入料液中 再反應凈化后由甲烷氣輸出管(43)輸出使用。運行中如打開循環泵(13)，同時打開分液閥 (16)，就可進行一級厭氧池(7)、三級厭氧池(18)和四級厭氧池(31)之間的料液循環。本發明的實施例是這樣實現的本發明的進料池(4)、一級厭氧池(7)、出料口(11)、三級厭氧池(18)、四級厭氧池 (31)、五級厭氧池(45)、好氧池(41)和濾渣池(14)等。既可以現場用水泥、沙、石澆筑，也可 以是在工廠用金屬板焊接成半成品，到現場組裝。排沙泵(5)、格柵(6)、旋轉出渣機(10)、 循環泵(13)、氣水分離器(38)、風機(39)、出液泵(47)、各種閥門和管道可直接從市場上采 購。集氣罩(23)是采用專用塑料涂層布，用公知方法熱合的。透光防護棚(22)是用聚碳 酸脂板(PC陽光板)或玻璃等透光材料現場施工的。用戶使用時，先將工廠里生產好的半成品，標準設備、配件等器材拉到現場參照附 圖1，一一組裝起來，或現場澆筑成形后，經試水試漏合格后，即可投入使用。使用時，參照圖 1，將料液投入進料池(4)，開啟循環泵(13)，料液由進料液管(36)、進液料口(30)和料液分 流管(35)流入三級厭氧池(18)后開始運行。好氧池(41)中的水滿后再開啟風機(39)，整 個系統即可自動運行。使料液做肥料時開啟出液泵(47)即可。定期開啟旋轉出渣機(10)、 排泥閥(15)即可排渣、排泥。開啟循環泵(13)、同時打開分液閥(16)，系統中一級、三級、 四級中的料液即可循環，形成動態式攪拌。燃燒器具連接上甲烷氣輸出管(43)即使用甲烷 氣。
權利要求
一種五級厭氧甲烷反應器，主要由蓋板二(2)、進料池(4)、一級厭氧池(7)、二級厭氧池(9)、出料池(11)、三級厭氧池(18)、溢流管(20)、溢流口(21)、集氣罩(23)、水封池(24)、甲烷升壓管(26)、甲烷噴管(27)、進液料口(30)、四級厭氧池(31)、五級厭氧池(45)和好氧池(41)組成。其中甲烷升壓管(26)、甲烷噴管(27)將上級厭氧池中的甲烷氣噴入下級厭氧池再反應凈化；四級厭氧池(31)和五級厭氧池(45)的頂部均設有水封池(24)和集氣罩(23)；四級厭氧池(31)與溢流口(21)間設有溢流管(20)。其特征在于二級厭氧池(9)設在一級厭氧池(7)內的上部；好氧池(41)設在二級厭氧池(9)和三級厭氧池(18)的中間，用好氧池(41)內產生的熱量給上下池加熱；進液料口(30)設置于最高處，可使液料自流至三級厭氧池(18)、四級厭氧池(31)、五級厭氧池(45)、好氧池(41)和進料池(4)；甲烷噴管(27)將上級產生的甲烷氣噴入下級厭氧池中再次反應凈化，生產出含量高的甲烷氣；集氣罩(23)直接扣入水封池(24)中，密封性好。
2.根據權利要求1所述的五級厭氧甲烷反應器，其特征是打開蓋板二(2)可直接放 入粉碎過的秸稈。
全文摘要
本發明涉及一種五級厭氧甲烷反應器，采用五級分步厭氧生成甲烷的新型生產甲烷的反應器，主要由進料池(4)、一級厭氧池(7)、二級厭氧池(9)、出料口(11)、三級厭氧池(18)、集氣罩(23)、水封池(24)、進液料口(30)、四級厭氧池(31)、五級厭氧池(45)、好氧池(41)和甲烷噴管(27)組成。其特征在于好氧池設在二級厭氧池和三級厭氧池的中間，用好氧池內產生的熱量給上下池加熱；進液料口設置于最高處，可使液料自流至三級厭氧池以下的所有池子里；甲烷噴管將上級產生的甲烷氣噴入下級厭氧池中再次反應凈化，生產出含量高的甲烷氣；集氣罩直接扣入水封池中，密封好且維護簡單。本發明為再處理生活垃圾、秸稈、糞便等工農業有機廢物中可同時產生甲烷燃料提供了一種新的裝置。是一種新能源環保產品，市場需求量大，前景廣闊。
文檔編號C12M1/107GK101974410SQ201010294768
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月28日 優先權日2010年9月28日
發明者吳兆流 申請人:吳兆流