【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废水厌氧发酵领域，适用于餐厨垃圾等有机固体废弃物的湿式厌氧消化，具体涉及一种利用虹吸效应进行自搅拌的微氧厌氧反应器。
技术介绍
1、厌氧消化指有机质在无氧条件下，由兼性菌和厌氧细菌将可生物降解的有机物分解为ch4、co2、h2o和h2s的技术。该技术目前主要在传统的厌氧消化反应器内进行，包括连续搅拌反应器(cstr)，升流式厌氧污泥床反应器(uasb)，厌氧颗粒污泥膨胀床反应器(egsb)，内循环厌氧反应器(ic)等。一般来说，氧气对专性厌氧菌，尤其是对产甲烷古菌的生长和活性有负面影响，因此厌氧消化反应器应该严格密封以防暴露在空气或氧气中。然而，有研究表明，微曝气对传统厌氧发酵反应器的性能会产生有益影响，包括清除硫化氢，促进有机物的水解，保持低挥发性脂肪酸浓度，提高厌氧消化系统的整体稳定性等。
2、微曝气是指向厌氧系统中添加少量氧气或空气(0.005～5l o2/l反应器/天)，从而形成微氧环境。具体是用氧化还原电位(orp)来标准化微曝气的当量，orp是衡量水溶液接受或提供电子的趋势，通常用于表现水相的氧化或还原环境。微氧环境的控制方法主要包括以下两种，一是对进料罐进行曝气预处理再转移至厌氧消化反应器内并控制曝气量，二是在传统的厌氧消化反应器底部设置曝气头并控制曝气量。然而，这两种方法都存在明显不足，前者很难保证在厌氧消化反应器内维持合适的orp值，难以实现兼性厌氧微生物对氧气的持续利用；后者反应器内各点orp值不仅存在较大差异，且较大气泡产生的动能会破坏污泥絮体或颗粒结构，影响系统的稳定性。另一方面
3、此外，为了增强底物，氧气和厌氧污泥的接触面积，往往通过搅拌的方式来促进微生物-空气、底物-空气和底物-微生物的传质过程。然而，搅拌方式的引入不仅会增加系统运行的动力消耗，且经济效益较低，还会破坏已经形成的微生物絮体，不利于反应器的稳定运行。因此只有选用合适的搅拌和曝气方式来优化和设计新的厌氧消化反应器，才有助于微氧生物处理技术的全面推广应用。
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决上述存在的问题提供的一种利用虹吸效应进行自搅拌的微氧厌氧反应器。该反应器不仅可以通过氧化还原电位检测仪来检测并控制系统内的曝气量，还可以实现无动力的自搅拌，缓解外源搅拌装置带来的高能耗问题。具体来说，该反应器可以提高氧气在反应器中的停留时间，强化反应器内的传质作用，营造微氧环境，对进一步促进物料的水解酸化效率、培育兼性厌氧菌群和维持反应器的稳定运行等具有积极作用。
2、一种利用虹吸效应进行自搅拌的微氧厌氧反应器，该反应器包括反应器壳体，所述反应器壳体的内腔中设有n个导流板，从而形成n+1个反应区，其中n≥1；所述反应器壳体的内腔中还设有若干个u型管，相连两个反应区通过u型管进行连通，所述的进料口位于第一反应区的上方，隔水板位于第二反应区中u型管的上方且倾斜布置。
3、上述反应器中：反应器壳体的周侧设有水浴夹层。
4、上述反应器中：所述反应器壳体的内腔中设有3个导流板，从而形成4个反应区。
5、上述反应器中：反应器壳体上在不同的高度上设有第一取样口。
6、上述反应器中：不同反应区对应设有若干第二取样口。
7、上述反应器中：反应器壳体的顶部设有出气口，预留出气口，曝气口以及orp电极插入口。
8、上述反应器中：水浴夹层的进水口位于下方，水浴夹层的出水口位于上方。
9、在一些更为具体的技术方案中，本专利技术的技术方案如下：
10、所述利用虹吸效应进行自搅拌的微氧厌氧反应器，主体材料为有机玻璃板。主要包含四个区域，由左向右分别为第一，第二，第三和第四反应区，第一和第二反应区由导流板(ⅰ)间隔，第二和第三反应区由导流板(ⅱ)间隔，第三和第四反应区由导流板(ⅲ)间隔，此外，第一和第二反应区还由两个u型管连接；
11、所述反应器设有两个u型管，通过曝气口注入的空气以及第一反应区内产生的空气挤压u型管内水面，实现反应器的自搅拌；
12、所述反应器设有隔水板，该板固定于反应器内部，用于抵挡u型管内气量过大引起的水流喷溅问题，防止水流持续击打反应器顶盖，损害反应器的气密性和稳定性；
13、一整套水浴夹层对称布置于所述反应器壳体外周侧，水浴夹层的上部和下部分别设有水浴出水口和水浴进水口，用于控制反应器内的水温；
14、所述反应器顶盖(右)设有出气口和预留出气口，用于收集并监测气量；并设有orp电极插入口，用于检测和控制反应器内orp值；
15、所述反应器顶盖(左)设有进料口和曝气口，进料口的有机玻璃管底部低于液面，以保证加料时反应器的气密性；进料和空气从第一反应区进入反应器，在反应器内连续流动，最后到达第四反应区，提高了传质面积和效率；
16、所述反应器的右侧设有出水口，理论出水口水位低于导流板(ⅲ)最高处，用于输出产水；
17、所述反应器设有13个取样口，用于评估反应器各反应区内指标的沿程变化；
18、所述反应器设有底座，用于维持反应器置放时的壳体稳定性；
19、所述反应器壳体气密性良好，采用的有机玻璃板可以承受较大的水压和连续运行带来的冲击力。
20、本专利技术的有益效果：
21、本专利技术的微氧厌氧反应器设有可进行无动力自搅拌的u型管，提升传质效率，强化传质过程，降低外源搅拌所需的能耗；
22、本专利技术的微氧厌氧反应器可以通过微曝气方式，减少餐厨垃圾等含硫元素的有机固体废物在厌氧消化过程中产生的硫化氢，提升沼气内甲烷的含量，有利于沼气的后续利用；
23、本专利技术的微氧厌氧反应器可以通过微曝气方式，促进有机固体废弃物的水解酸化过程，同时不会导致反应器内的酸积累，有利于维持反应器的稳定性，获得更好的出水水质；
24、本专利技术的微氧反应器占地面积小，并拥有10～14l的有效容积，适用于空间有限的场所，结构紧凑，运行成本低。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种利用虹吸效应进行自搅拌的微氧厌氧反应器，其特征在于：该反应器包括反应器壳体(2)，所述反应器壳体(2)的内腔中设有n个导流板，从而形成n+1个反应区，其中n≥1；所述反应器壳体(2)的内腔中还设有若干个U型管(9)，相连两个反应区通过U型管(9)进行连通，所述的进料口(12)位于第一反应区的上方，隔水板(13)位于第二反应区中U型管(9)的上方且倾斜布置。
2.根据权利要求1所述的利用虹吸效应进行自搅拌的微氧厌氧反应器，其特征在于：反应器壳体(2)的周侧设有水浴夹层(14)。
3.根据权利要求1所述的利用虹吸效应进行自搅拌的微氧厌氧反应器，其特征在于：所述反应器壳体(2)的内腔中设有3个导流板，从而形成4个反应区。
4.根据权利要求1所述的利用虹吸效应进行自搅拌的微氧厌氧反应器，其特征在于：反应器壳体(2)上在不同的高度上设有第一取样口(4)。
5.根据权利要求1所述的利用虹吸效应进行自搅拌的微氧厌氧反应器，其特征在于：不同反应区对应设有若干第二取样口(18)。
6.根据权利要求1所述的利用虹吸效应进行自搅拌的微
7.根据权利要求2所述的利用虹吸效应进行自搅拌的微氧厌氧反应器，其特征在于：水浴夹层(14)的进水口位于下方，水浴夹层(14)的出水口位于上方。
...【技术特征摘要】
1.一种利用虹吸效应进行自搅拌的微氧厌氧反应器，其特征在于：该反应器包括反应器壳体(2)，所述反应器壳体(2)的内腔中设有n个导流板，从而形成n+1个反应区，其中n≥1；所述反应器壳体(2)的内腔中还设有若干个u型管(9)，相连两个反应区通过u型管(9)进行连通，所述的进料口(12)位于第一反应区的上方，隔水板(13)位于第二反应区中u型管(9)的上方且倾斜布置。
2.根据权利要求1所述的利用虹吸效应进行自搅拌的微氧厌氧反应器，其特征在于：反应器壳体(2)的周侧设有水浴夹层(14)。
3.根据权利要求1所述的利用虹吸效应进行自搅拌的微氧厌氧反应器，其特征在于：所述反应器壳体(2)的内腔中设有3个导流板，从而形成...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡勇，李享，徐海涛，金奇杰，朱成章，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。