本实用新型专利技术涉及厌氧处理过程监测，具体是一种厌氧消化过程中气体产生的动态监测装置。装置包括厌氧消化体系、气相压力变化范围控制单元、无阀式气体外排单元、外排气体有害组分去除单元和气体排放时间点记录单元；其中气相压力变化范围控制单元包活U型液管和液位控制器；厌氧消化体系的气相部分通过耐腐蚀软管分别与U型液管一端和无阀式气体外排单元相连通；U型液管的另一端通过导线与液位控制器连接，所述液位控制器通过导线分别与无阀式气体外排单元和气体排放时间点记录单元相连；无阀式气体外排单元再通过耐腐蚀软管与外排气体有害组分去除单元相连。本实用新型专利技术装置应用于厌氧消化体系气体产生的动态监测，适用于室内外厌氧消化过程气体产生的动态监测研究。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及厌氧处理过程监测，具体是一种厌氧消化过程中气体产生的动态监测装置。
技术介绍
在厌氧消化过程研究中，厌氧消化体系气体产生的测定一般采用排水法，这种方法的原理是先将气室中充满水，当气体产生进入气室的同时将等体积的水排出，从而测定气体体积。对于很小规模的厌氧消化体系，其总产气量不大，可以使用较大的气室一次性收集所有气体，此时采用排水法也较方便、简捷。但是，对于规模较大的厌氧消化体系，因产气量较多，如果使用排水法监测产气量，要么用很大的气室一次性收集所有气体；要么用常规大小的气室多次收集产生的气体。其中，采用很大的气室的办法在实验室研究中一般并不可行，采用常规气室收集则需要实验人员适时将气室内部气体排出，从而耗费很多时间和精力用于维护。排水法的另一个缺点是该法收集的气体一般为溶解度较低的甲烷、氢气等，而溶解度较大的二氧化碳和硫化氢等则在会在气体收集过程中通过被动扩散和主动排水过程而有较大程度的流失，不但污染室内环境，也只能近似地反映厌氧气体的产生总量，更不易反映厌氧气体排放速率的动态变化。厌氧消化体系产气的特点是产气速率相对较低且波动幅度较大，目前市场上已有的各种气体流量计的测定范围往往高于一般厌氧过程的产气速率，而且要求的工作压力较大，一般适用于工业生产环境中天然气、煤气、液化气等气体流量的测定，不适用于产气速率相对较小且变化不定 的厌氧消化体系的监测。
技术实现思路
为了克服现有排水法的不足，本技术目的在于提供一种厌氧消化过程的气体产生的动态监测装置。为实现上述目的，本技术所采用的技术方案为:一种厌氧消化过程中气体产生的动态监测装置，包括厌氧消化体系、气相压力变化范围控制单元、无阀式气体外排单元、外排气体有害组分去除单元和气体排放时间点记录单元;其中气相压力变化范围控制单元包活U型液管和液位控制器；厌氧消化体系的气相部分通过耐腐蚀软管分别与U型液管一端和无阀式气体外排单元相连通；U型液管的另一端通过导线与液位控制器连接，所述液位控制器通过导线分别与无阀式气体外排单元和气体排放时间点记录单元相连；无阀式气体外排单元再通过耐腐蚀软管与外排气体有害组分去除单元相连。所述U型液管一端通过耐腐蚀软管与厌氧消化体系的气相部分联通，另一端内配有悬垂导电探头，悬垂导电探头通过导线与液位控制器连接。所述内配有悬垂导电探头的U型液管端联通有密封气袋，所述U型液管内配有3个悬垂导电探头，三个悬垂导电探头由同一水平高度向下悬垂。所述三个悬垂导电探头具有高度差，其中，两个低位点的悬垂导电探头的相对高度相问。所述厌氧消化体系的气相部分通过耐腐蚀软管与装水的容器相连，软管插入水面以下，用于非正常停电时以气泡形式被动排放厌氧消化体系产生的气体。所述无阀式气体外排单元通过耐腐蚀软管与设于外排气体有害组分去除单元上的倒置三角漏斗相连；外排气体经过倒置三角漏斗与承有硫酸铜溶液的外排气体有害组分去除单元的硫酸铜溶液液面接触。本技术所具有的优点是:1.本技术装置实现动态监测厌氧消化体系的气体产生过程，大大降低实验人员的现场维护要求；2.本技术装置能够适合动态监测在较大范围内变动的厌氧气体产生过程，监测灵敏度可以根据实验的具体要求进行调节，适用范围广泛；3.本技术装置中采用无阀式的气体外排单元与外排气体有害组分去除单元的联合使用，大大降低来自厌氧消化产生的有害气体组分对监测设备长期运行和实验实验室环境的不利影响，适用于室内外厌氧消化过程研究。4.本技术装置适用于产气速率不定、持续时间较长的厌氧消化体系的气体产生的动态监测。5.本技术既可以测定厌氧过程中气体产生的动态变化，又可以更准确地测定厌氧气体的总体积，并采用无阀式气体外排单元和外排气体有害组分去除单元，有效避免厌氧消化所产生的有害气体组分对监测装置和实验室环境的不利影响，确保长期运行。附图说明图1是本技术实施例提供的厌氧消化体系气体产生的动态监测装置图。图2是本技术实施例中3天之内厌氧消化体系内气体产生的状况。图3是本技术实施例中10天之内厌氧消化体系内气体产生的状况。具体实施方式实施例1容积为6.36L厌氧消化体系I内装有厌氧消化活性污泥,溶液体积为5.4L,添加易降解碳源葡萄糖，TOC负荷为380mg/L，进行厌氧消化实验。厌氧消化体系I设有两个出气口，分别通过硅胶管与U型液管6 —端和无阀式气体外排单元4联通。U型液管6另一端内配有3个悬垂导电探头9，其中两个低位点的探头的空间相对高度相同；向U型液管6内注水至接近低位点悬垂导电探头9，U型液管配有悬垂导电探头9的一端与密封气袋8联通形成常压密闭环境，悬垂导电探头9通过导线11与液位控制器7连接。U型液管内高低位点悬垂导电探头9的垂直距离决定监测的灵敏度，决定每一次的排气量。本实施例中，多次调节高低位点悬垂导电探头的间距，并经多次向反应器内缓慢注射氮气验证，最终确定每次排气的体积为36mL。无阀式气体外排单元3 通过硅胶管10与外排气体有害组分去除单元4连接。外排气体有害组分去除单元5由倒置三角漏斗与容置有0.2N硫酸铜溶液的容器组成，外排气体经过倒置三角漏斗并与0.2N硫酸铜溶液的液面接触，去除硫化氢等有害组分。气体排放时间点记录单元4通过继电器将厌氧消化体系气相压力变化范围控制单元2的输出信号转化为开关、电阻、电流或电压变化信号，并通过开关/电阻/电流/电压记录仪，实时记录厌氧消化体系气体排放的启动与停止时间点。在非正常的停电状况下，厌氧反应体系I内产生的气体达到一定压力后，通过插入于装水的容器12底部硅胶管10将产生气体以气泡形式被动排出。本实施例中，装置正常运转检测过程为:厌氧消化体系I内产生的气体，不断提高厌氧消化体系I的气相压力，并通过硅胶管10，推动U型液管6的液体向常压密闭一段上移，当常压端液面接触高位点的悬垂探头9时，触发液位控制器7通过导线11将信号发送给无阀式气体外排单元4和气体排放记录单元5，启动无阀式气体外排单元4的开关，排出厌氧消化反应器I内的气体，同时记录单元5通过继电器将排气外排信号转化为开关的打开信号，并将这一时刻记录下来，作为气体排放的启动时间点。U型液管6常压密封一端液面随着厌氧消化体系内气体的排出而下降，液面离开低位点悬垂探头9时，液位传感器7再次通过导线11将信号发送给无阀式气体外排单元4，使其停止排气，液面恢复初始状况，同时记录单元5通过继电器将排气外排的停止信号转化为开关的关闭信号，并将这一时刻记录下来，作为气体排放的停止时间点。因所加碳源为易降解的葡萄糖，厌氧消化体系I内气体产生迅速，I天之内产生大量气体，3天之内厌氧消化体系内气体产生的状况如 图2所示，实现了厌氧消化过程气体产生的动态监测。实施例2实施例2与实施例1运行过程基本一样，其不同点主要有:1.厌氧消化系统内添加剩余活性污泥碱性水解上清液2.5L,水解上清液的TOC浓度为 1.76g/L。2.缩短U型液体管内高低位点的间距，增大监测敏感度，经反复多次向反应器内缓慢注射氮气验证，最终确定每次排气的体积为20mL。本实施例装置正常运转检测过程与实施例1相同。来自于污泥碱性水解液中的TOC具有较高的厌氧可降解性，特别是前3天之内的气体排放速率明显高于后7天内的气本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种厌氧消化过程中气体产生的动态监测装置，其特征在于：包括厌氧消化体系（1）、气相压力变化范围控制单元（2）、无阀式气体外排单元（3）、外排气体有害组分去除单元（4）和气体排放时间点记录单元（5）；其中气相压力变化范围控制单元（2）包活U型液管（6）和液位控制器（7）；厌氧消化体系（1）的气相部分通过耐腐蚀软管分别与U型液管（6）一端和无阀式气体外排单元（3）相连通；U型液管（6）的另一端通过导线与液位控制器（7）连接，所述液位控制器（7）通过导线分别与无阀式气体外排单元（3）和气体排放时间点记录单元（5）相连；无阀式气体外排单元（3）再通过耐腐蚀软管与外排气体有害组分去除单元（4）相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄斌，邢颖娜，陈欣，史奕，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳应用生态研究所，
类型：实用新型
国别省市：
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