一种高温厌氧消化生物反应系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高温厌氧消化生物反应系统，包括高温厌氧消化生物的反应器、高效热能回收装置和加热装置。反应器用于在高温环境中降解污水以产生沼气和沼液，且设沼气出口、沼液出口和原液进口。高效热能回收装置，用于使沼液和污水进行热交换，以加热污水。加热装置，通过沼气加热污水。先通过反应器生成的沼液和污水进行热交换加热污水，再通过反应器生成的沼气燃烧加热污水，使污水的温度满足高温反应要求，无需另外消耗外部能量加热污水，使反应器能持续运转。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高温厌氧消化生物反应系统。
技术介绍
高温厌氧消化生物反应器是污水降解中有机负荷最高，水力停留时间最短，占地 面积最少，处理污水量最大的一种厌氧消化反应器。高温厌氧消化生物反应器虽然有如此众多优点，但由于需要外加能耗来提升待处理污水的温度，成本过高，因此仅能用在污水水温度在53度或以上的场合，无法在一般场合使用。高温厌氧消化生物反应器必须维持反应温度在53度-55度间，才能使消化效率最高。要维持如此高的温度需要补充极高的能耗。比如要将流出口为5度的污水通过高温厌氧消化生物反应器处理(降解)，则需要提高污水温度约50度。根据计算可知使每吨污水提升50度所耗电量约为55KWh，按每KWh电O. 7元计算得38. 5元，加上热交换损耗则每吨污水升温所需能耗在40元以上。如此高的处理成本限制了高温厌氧消化生物反应器在一般污水降解中的使用，比如养猪场，工业常温污水、生活污水处理等场合，使得这些场合只能使用常温厌氧消化反应器。常温厌氧消化反应器的有机负荷只有高温厌氧消化生物反应器十分之一，水力停留时间是高温厌氧消化生物反应器的十至二十倍以上。这就使得建造常温反应器要比高温厌氧消化生物反应器需要更大容积，从而占用更多的土地面积和建造费用。就建造费用而言，一般常温反应器是高温厌氧消化生物反应器的20倍，而占地面积是60倍。最为难于解决的难题是常温反应器必须维持污水温度在高于15度以上。如果低于15度，则厌氧菌处于休眠状态，厌氧消化停止工作而使常温反应器失效，污水得不到有效降解而造成环境污染，所以常温反应器虽然在我国普遍使用，但仅限于气温在15度以上时发挥一定效用，而在15度以下的4-6个月时间里几乎不起作用，给环境造成极大的危害，尤其是四季分明的地区。综上所述，高温厌氧消化生物反应器只有解决其外加补充能耗的难题，或将其外加能耗限制在其自身产出的沼气的极限之内，才有实际社会经济意义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高温厌氧消化生物反应系统，其克服了
技术介绍
中的高温厌氧消化生物反应系统所存在的不足。本专利技术解决其技术问题的所采用的技术方案是一种高温厌氧消化生物反应系统，包括高温厌氧消化生物的反应器，用于在高温环境中降解污水以产生沼气和沼液，且设一沼气出口、一沼液出口和一原液进口 ；高效热能回收装置，包括多个热交换单元和一个保温单元，该保温单元连接多个热交换单元以使多个热交换单元相隔开且独立保温；该热交换单元设排放流体流道和加热流体流道，每相邻两热交换单元间设第一连通道和第二连通道，该第一连通道连通相邻两热交换单元的排放流体流道，该第二连通道连通相邻两热交换单元的加热流体流道，以将该多个热交换单元串联接通，使该些排放流体流道和第一连通道组成沼液通道，使该些加热流体流道和第二连通道组成原液通道；该沼液通道一端接沼液出口，该原液通道一端接污水源，该排放流体流道的沼液和加热流体流道的污水进行热交换，以加热污水 '及加热装置，包括沼气燃烧器和加热管，该加热管连接原液通道另一端和原液进口，该沼气燃烧器连接沼气出口，以通过沼气加热加热管内的污水。一较佳实施例之中该反应器包括一壳体单元和一悬浮生物滤料层，该壳体单元内具有反应腔，该沼气出口设在壳体单元顶部，该沼液出口设在壳体单元上部，该原液进口设在壳体单元底部，该悬浮生物滤料层设在反应腔中部且位于原液进口和沼液出口之间。—较佳实施例之中该壳体单兀包括一基体，该基体外包保温壳，该基体内壁加衬防腐层。 一较佳实施例之中该反应器还包括一生物滤膜层和一固液气三相分离器；该生物滤膜层位于悬浮生物滤料层和沼液出口之间，该沼液出口设在生物滤膜层和液面之间；该固液气三相分离器包括一椎体壳，该锥体壳顶部贯穿且贯穿处的周缘向上延伸成管道，该管道至下而上穿过生物滤膜层且顶端不低于液面。—较佳实施例之中该壳体单兀内壁设环凸，该环凸位于椎体壳和悬浮生物滤料层之间。一较佳实施例之中该反应器还包括一流化循环机构，它包括一循环管道和一连接循环管道的循环泵，该循环管道一端接通反应腔之位于悬浮生物滤料层之上的位置，另一端接通反应腔之位于悬浮生物滤料层之下的位置。一较佳实施例之中该反应器还包括一均流板,该均流板设在壳体单元的反应腔底部且高于原液进口，该均流板开设有多个均匀间隔的通孔。一较佳实施例之中该保温单元内设多个腔体，该热交换单元设在腔体内，而且，该保温单元之位于每相邻两腔体间的部分设该第一连通道和第二连通道。一较佳实施例之中该热交换单元包括一壳体；该保温单元包括外保温层和相隔保温层；该多个热交换单元的壳体上下或和水平排列在一起，该外保温层包裹在该多个热交换单元的壳体排列在一起的外围，该相隔保温层设在相邻两个壳体间。本技术方案与
技术介绍
相比，它具有如下优点I、先通过反应器生成的沼液和污水进行热交换加热污水，再通过反应器生成的沼气燃烧加热污水，使污水的温度满足高温反应要求，无需另外消耗外部能量加热污水，使反应器能持续运转；多个热交换单元相隔开且独立保温，通过多个热交换单元实现分步骤的独立的、隔温的热交换，降低热交换单元中的沼液和污水间的温度差，以提高热能回收效率，且使污水加热温度高，实现节能减排的最佳效益；2、该热交换单元包括一壳体；该保温单元包括外保温层和相隔保温层；该多个热交换单元的壳体上下或和水平排列在一起，该外保温层包裹在该多个热交换单元的壳体排列在一起的外围，该相隔保温层设在相邻两个壳体间，占用空间小。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图I绘示了一较佳实施例的系统的示意图。图2绘示了一较佳实施例的高效热能回收装置的原理图。图3绘示了一较佳实施例的高效热能回收装置的结构示意图。 图4绘示了另一较佳实施例的高效热能回收装置的结构示意图。图5绘示了另一较佳实施例的热交换单元的结构示意图。具体实施例方式请查阅图1，一种高温厌氧消化生物反应系统，包括高温厌氧消化生物的反应器100、高效热能回收装置200和加热装置300。该反应器100，用于在高温环境中降解污水以产生沼气和沼液，且设一沼气出口101、一沼液出口102和一原液进口 103。本实施例之中，该反应器100包括一壳体单兀、一悬浮生物滤料层104、一生物滤膜层105、一固液气三相分离器106、一流化循环机构和一均流板107。该壳体单元包括一基体108，该基体108外包保温壳109，该基体108内壁加衬防腐层。该壳体单元内具有反应腔，该沼气出口 101设在壳体单元顶部，该沼液出口 102设在壳体单元上部，该原液进口 103设在壳体单元底部。本实施例之中，该基体108可由钢板卷制焊制而成(亦可用钢混玻璃钢等制成，材料不限)；该内衬的防腐层可采用玻璃钢；该保温壳的材料可选发泡树脂、保温岩棉、硅酸铝棉等。最好，保温壳外再用彩钢板作为外壳。该悬浮生物滤料层104、生物滤膜层105和均流板107上下间隔设置。该悬浮生物滤料层104设在反应腔中部；本实施例之中，该悬浮生物滤料层104包括塑料滤球和上、下耐腐蚀隔离网，该上、下耐腐蚀隔离网周缘连接在反应腔内壁，该塑料滤球填充在上、下耐腐蚀隔离网间，且，该滤料层厚度在500mm-2000mm之间，塑料滤球粒径在50-100mm之间，隔离网网眼小于塑料滤球粒径。该生物滤膜层105位于悬浮生物滤料层1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温厌氧消化生物反应系统，其特征在于：包括：高温厌氧消化生物的反应器，用于在高温环境中降解污水以产生沼气和沼液，且设一沼气出口、一沼液出口和一原液进口；高效热能回收装置，包括多个热交换单元和一个保温单元，该保温单元连接多个热交换单元以使多个热交换单元相隔开且独立保温；该热交换单元设排放流体流道和加热流体流道，每相邻两热交换单元间设第一连通道和第二连通道，该第一连通道连通相邻两热交换单元的排放流体流道，该第二连通道连通相邻两热交换单元的加热流体流道，以将该多个热交换单元串联接通，使该些排放流体流道和第一连通道组成沼液通道，使该些加热流体流道和第二连通道组成原液通道；该沼液通道一端接沼液出口，该原液通道一端接污水源，该排放流体流道的沼液和加热流体流道的污水进行热交换，以加热污水；及加热装置，包括沼气燃烧器和加热管，该加热管连接原液通道另一端和原液进口，该沼气燃烧器连接沼气出口，以通过沼气加热加热管内的污水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗烈明，罗逸，
申请(专利权)人：方明环保科技漳州有限公司，
类型：发明
国别省市：