处理厨余垃圾浆液的高效湿式厌氧反应器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种处理厨余垃圾浆液的高效湿式厌氧反应器，包括外罐和设置于外罐内部的内罐，所述内罐的上端敞口，内罐的罐体上部设有内罐出料管，罐体下部设有内罐进料管，罐体底部设有集渣斗；所述外罐的顶端设有沼气出口，外罐的罐体内部沿所述内罐的外周按上下位置设置有上层多孔隔板和下层多孔隔板，所述上层多孔隔板上方的罐体上设有循环液出口，所述下层多孔隔板的下方设有外罐进料管；外罐的罐体上部设有外罐出料口，罐体底部设有外罐排渣管。本发明专利技术还公开了所述反应器的控制方法。同有效容积下，本发明专利技术的反应器的处理能力是传统湿式厌氧反应器的1.5倍～2倍，容积负荷最高可达6kg VS/(m3·

【技术实现步骤摘要】
处理厨余垃圾浆液的高效湿式厌氧反应器及其控制方法


[0001]本专利技术涉及有机垃圾处理
，具体地说，是关于一种处理厨余垃圾浆液的高效湿式厌氧反应器及其控制方法。

技术介绍

[0002]厌氧发酵根据含固率可分为干式厌氧发酵和湿式厌氧发酵两种。干式厌氧发酵尽管有着容积产气率高、节约用水等优点，但在国内的起步较晚，一些关键技术暂未突破，目前来说运行成功的案例很少。
[0003]湿式厌氧发酵技术较为成熟，应用广泛。然而湿式厌氧处理厨余垃圾(包括家庭厨余垃圾、餐厨垃圾等)浆液这种高浓有机浆液，虽然能正常运行，但仍存在容积负荷低(一般不高于3.5kg VS/(m3·
d))、易酸化、跑泥现象严重和罐内沼液表面容易结壳等问题，导致投资成本和运行成本较高。

技术实现思路

[0004]针对传统湿式厌氧处理厨余垃圾的反应器所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种结构简单、处理能力高、且操作简单的高效湿式厌氧反应器，改善和解决了传统反应器跑泥、沼液表面易结壳等问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种处理厨余垃圾浆液的高效湿式厌氧反应器，包括外罐和设置于外罐内部的内罐，其中：
[0007]所述内罐的上端敞口，内罐的罐体上部设有内罐出料管，罐体下部设有内罐进料管，罐体底部设有集渣斗，集渣斗的底端通过内罐排渣管连通至外罐外；
[0008]所述外罐的顶端设有沼气出口，外罐的罐体内部沿所述内罐的外周按上下位置设置有上层多孔隔板和下层多孔隔板，所述上层多孔隔板上方的罐体上设有循环液出口，所述下层多孔隔板的下方设有外罐进料管；外罐的罐体上部设有外罐出料口，罐体底部设有外罐排渣管；
[0009]所述内罐出料管和循环液出口分别通过管路汇流后连接至所述外罐进料管，从而构成内外循环系统，其中来自内罐出料管的管路上设置有第一循环泵、第一流量计和第一控制阀，来自循环液出口的管路上设置有第二循环泵和第二控制阀，且汇流后的管路上设有第二流量计。
[0010]根据本专利技术，来自所述循环液出口的管路上进一步设有分支，该分支与所述内罐进料管前端的管路汇流，且分支管路上设置有第三控制阀和第三流量计。
[0011]根据本专利技术，所述外罐的直径为4米～10米，高径比为2～4；所述内罐的直径为2米～5米，其上端开口高出外罐内沼液的正常工作液位0.4～0.6米。
[0012]根据本专利技术的优选实施例，所述内罐出料管的位置位于沼液的正常工作液位以下10～30cm；所述外罐出料口的中心线与所述内罐出料管的中心线位于同一水平面，同样位
于沼液的正常工作液面以下。
[0013]根据本专利技术，所述内罐底部所设的集渣斗为漏斗的构型，优选的，其底面与内罐的壁面之间的夹角A在30～45
°
之间。
[0014]根据本专利技术，所述内罐出料管的位于内罐内的管口垂直向下；所述内罐进料管的位于内罐内的管口则垂直向上。
[0015]根据本专利技术，所述上层多孔隔板和下层多孔隔板之间的间距为2～4米，所述下层多孔隔板与外罐的罐底之间的距离为2～4米。
[0016]进一步的，所述上层多孔隔板和下层多孔隔板上都均匀分布有若干开孔，所述开孔的直径优选为15～50mm。
[0017]根据本专利技术，所述外罐排渣管位于外罐进料管的下方，根据外罐的罐体大小，所述外罐排渣管和外罐进料管的数量为一根或多根。优选的，所述外罐排渣管和外罐进料管的数量为3～6根，沿所述外罐的罐体圆周方向均匀分布。
[0018]根据本专利技术，所述外罐的罐体下部设有液位计，用于监测外罐中沼液的液位；罐体中部设有在线pH传感器，用于监测罐内的物料温度和外罐内的沼液pH；罐体顶部还设有视镜和高液位报警开关，其中，所述视镜用于观察罐内情况，所述高液位报警开关用于检测内罐内沼液的液位。
[0019]优选的，所述高液位报警开关具有探头，该探头伸入内罐的上端开口下方2～5cm。
[0020]根据本专利技术，所述外罐进料管的位于外罐内部的管段上均匀开设有若干个出液孔。优选的，所述出液孔的孔径为15mm～50mm。
[0021]本专利技术还提供了一种上述的用于处理厨余垃圾浆液的高效湿式厌氧反应器的控制方法，包括：
[0022]厨余垃圾浆液通过内罐进料管进入内罐，在内罐中水解酸化；经水解酸化后的物料通过内罐出料管、第一循环泵和外罐进料管组成的内外循环系统进入外罐中；
[0023]同时，第二循环泵将外罐上部的沼液输送至内外循环系统的管路中，在管路中与来自内罐进料管的物料充分混合后，通过外罐进料管输送至外罐中进一步发酵产生沼气，出料阀保持常开状态；
[0024]沼液在反应器内的停留时间在10～15天；
[0025]厌氧消化处理后的沼液由出料口自流至后续处理设备设施，沼气通过沼气出口收集后输送至后续处理设备设施，外罐底部和内罐集渣斗底部的沉渣通过排渣泵输送至后续处理设备设施。
[0026]根据本专利技术的优选实施例，所述第一循环泵的输送能力与第二循环泵的输送能力保持一致，两者一同工作，使厨余垃圾浆液能与水解液充分混合、水解酸化，内罐保持正常的工作液位。
[0027]根据本专利技术的优选实施例，在进料时，控制所述第二控制阀和第三控制阀的开度，结合第三流量计，控制外罐的沼液流量占厨余垃圾浆液进料量的10～30％，以保证内罐中接种液的充足。
[0028]本专利技术的处理厨余垃圾浆液的高效湿式厌氧反应器具有以下有益效果：
[0029]1、同有效容积下，本专利技术的用于厨余垃圾浆液的高效湿式厌氧反应器的处理能力是传统湿式厌氧反应器的1.5倍～2倍，容积负荷最高可达6kg VS/(m3·
d)，且占地面积小、
投资和运行成本低。
[0030]2、罐体内部结构简单，不存在机械搅拌装置，没有杂物缠绕设备的问题，设备故障率低，运行稳定。
[0031]3、由于高效湿式厌氧反应器具备整体升流、局部混合的特点，外罐内部的污泥浓度从下而上依次降低，跑泥和沼液表面结壳的问题得到了极大的改善和解决，从而保证了生产的正常运行，降低了补泥和停产清罐带来的损失。
[0032]4、通过仪器仪表、阀门和设备的连锁控制，操作控制简单方便，可实现高度自动化操作。
附图说明
[0033]图1为本专利技术的高效湿式厌氧反应器的结构示意图。
[0034]图2为外罐进料管位于外罐内的管段开设出液孔的示意图。
[0035]图3为上层/下层多孔隔板的示意图。
[0036]图号说明：
[0037]1‑
内罐；2
‑
循环液出口；3
‑
集渣斗；4
‑
排渣管；5
‑
内罐出料管；6
‑
内罐排渣阀；7
‑
外罐；8
‑
外罐出料口；9
‑
在线pH传感器；10
‑
液位计；11
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理厨余垃圾浆液的高效湿式厌氧反应器，其特征在于，所述高效湿式厌氧反应器包括外罐和设置于外罐内部的内罐，其中：所述内罐的上端敞口，内罐的罐体上部设有内罐出料管，罐体下部设有内罐进料管，罐体底部设有集渣斗，集渣斗的底端通过内罐排渣管连通至外罐外；所述外罐的顶端设有沼气出口，外罐的罐体内部沿所述内罐的外周按上下位置设置有上层多孔隔板和下层多孔隔板，所述上层多孔隔板上方的罐体上设有循环液出口，所述下层多孔隔板的下方设有外罐进料管；外罐的罐体上部设有外罐出料口，罐体底部设有外罐排渣管；所述内罐出料管和循环液出口分别通过管路汇流后连接至所述外罐进料管，从而构成内外循环系统，其中来自内罐出料管的管路上设置有第一循环泵、第一流量计和第一控制阀，来自循环液出口的管路上设置有第二循环泵和第二控制阀，且汇流后的管路上设有第二流量计。2.根据权利要求1所述的高效湿式厌氧反应器，其特征在于，来自所述循环液出口的管路上进一步设有分支，该分支与所述内罐进料管前端的管路汇流，且分支管路上设置有第三控制阀和第三流量计。3.根据权利要求1所述的高效湿式厌氧反应器，其特征在于，所述外罐的直径为4米～10米，高径比为2～4；所述内罐的直径为2米～5米，其上端开口高出外罐内沼液的正常工作液位0.4～0.6米。4.根据权利要求1所述的高效湿式厌氧反应器，其特征在于，所述内罐出料管的位置位于沼液的正常工作液位以下10～30cm；所述外罐出料口的中心线与所述内罐出料管的中心线位于同一水平面，同样位于沼液的正常工作液面以下。5.根据权利要求1所述的高效湿式厌氧反应器，其特征在于，所述内罐底部所设的集渣斗为漏斗的构型，其底面与内罐的壁面之间的夹角A在30～45
°
之间。6.根据权利要求1所述的高效湿式厌氧反应器，其特征在于，所述内罐出料管的位于内罐内的管口垂直向下；所述内罐进料管的位于内罐内的管口则垂直向上。7.根据权利要求1所述的高效湿式厌氧反应器，其特征在于，所述上层多孔隔板和下层多孔隔板之间的间距为2～4米，所述下层多孔隔板与外罐的罐底之间的距离为2～4米。8.根据权利要求1所述的高效湿式厌氧反应器，其特征在于，所述上层多孔隔板和下层多孔隔板上都均匀分布有若干圆孔，所述圆孔的直径为15～50mm。9.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晨彬，陈慧慧，吴银登，邓靖，黄强，刘玉坤，
申请(专利权)人：上海环境工程设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：