一種厭氧罐浮渣循環方法與流程

2023-10-11 03:27:39

本發明屬於厭氧發酵處理技術領域，涉及一種厭氧罐浮渣循環方法。

背景技術：

大中型規模化餐廚垃圾生物發酵制氣工程在全國範圍內得到了大力推廣，並形成初具規模的產業體系。由於餐廚垃圾自身的特點，在高溫單相溼式厭氧發酵制氣工程中，為滿足發電機餘熱供給厭氧罐增溫所需能量平衡的需要，並結合前期產氣率研究，保證進料濃 度TS≥8％。含有較高TS濃度及高纖維物質(如辣椒殼、花椒粒、竹木渣等)的原料液在厭氧罐內會形成分層現象，分層以後會依次發生以下情況：1)上部的浮渣層由於纖維素的水解速度小於產酸和產甲烷速度，附著生長性的微生物會首先吸收餐廚垃圾中的可溶性營養生長繁殖，並在懸浮的惰性介質表面形成生物膜；2)當在水環境中形成的鍵能抵禦水解作用時，生物膜會在固體原料表面生長；3)隨著生物膜的厚度的增加，生物膜內微生物會因為不能及時得到營養而自溶，生物膜的漂浮性增加；4)兩生物膜之間會相互粘連，將厭氧罐封閉起來，生物膜的通透性低；5)在厭氧罐底部，營養消耗殆盡的細小微生物會產生氣泡而上浮並聚集在生物膜下部，導致生物膜上浮；產生的沼氣也會因為結殼層通透性的降低而在結殼層下部積聚，也會導致生物膜上浮；6)生物膜上浮後，位於液面之上的輕質原料及生物膜則在厭氧的氣室中縮水、變硬、形成堅硬的結殼層。該堅硬的結殼層危害：11)導致厭氧罐內產生的沼氣聚集受阻，沼氣無法進入氣室，因而沼氣無法得到採集；12)甚至會導致浮渣堵塞出料管，由於沼氣為可燃性氣體，出料管被堵塞後會引起厭氧罐爆裂，發生安全事故。綜上所述，浮渣如果不能及時排出，在厭氧罐中與發酵液分層的同時，也會隨著時間的積累，越來越多，排除非常困難。因此，浮渣的形成嚴重影響到餐廚垃圾厭氧發酵系統的正常運行，必須採取合理有效的措施將影響降至最低。

在現有技術中，人們也發明多種不同的工藝方法和設備試圖對厭氧罐的浮渣進行去除，其處理系統採用破殼攪拌、推流向下攪拌等，都是將浮渣重新混合進入到厭氧罐內的沼液中，然後在隨著沼液一起排除。但是這些處理系統仍然存在問題：1)破殼攪拌器服務範圍有限，當發酵罐直徑增大時，其僅僅能破除部分區域浮渣。而通過浮渣撇除裝置將該部分浮渣撇除，往往使浮渣中的有機質直接損失；2)由於浮渣層較厚時，完全不能將浮渣混入沼液中，因此對浮渣排除的效率較低；3)在排除浮渣的同時，將部分沼液也排除了，嚴重影響厭氧罐內的穩定性。

技術實現要素：

本發明的目的是根據上述現有厭氧罐浮渣去除裝置存在問題，提供一種用於去除浮渣的厭氧罐浮渣循環方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種厭氧罐浮渣循環方法，其特徵在於由設置在厭氧罐內的浮渣收集鬥收集漂浮在厭氧罐上部的浮渣，通過導流管將浮渣收集鬥收集的浮渣輸送到管道破碎機，通過管道破碎機將大粒徑及纖維狀的浮渣破碎成粒徑5mm以下的碎渣，再通過循環泵將所述碎渣泵入厭氧罐底部，泵入厭氧罐底部的碎渣在浮力的作用下上浮，並且在上浮的過程中逐步被降解。

根據本發明的優選實施例，所述浮渣收集鬥安裝在厭氧罐運行液位以下100-200mm。

根據本發明的優選實施例，所述浮渣收集鬥為圓錐形鬥，收集口直徑為厭氧罐直徑的1/20~1/10，圓錐形鬥收口處與水平方向夾角45-65°。

根據本發明的優選實施例，所述導流管包括與浮渣收集鬥底部連接的斜嚮導流管，與所述斜嚮導流管連接的豎嚮導流管，豎嚮導流管通過管託固定在厭氧罐外壁。

根據本發明的優選實施例，所述斜嚮導流管與水平方向夾角不小於15°。

根據本發明的優選實施例，所述管道破碎機的破碎粒徑在5mm以下。

根據本發明的優選實施例，所述循環泵的進料口與管道破碎機的輸出端連接，所述循環泵的出料口通過浮渣回流管連接至厭氧罐底部。

根據本發明的優選實施例，所述循環泵採用渣漿泵。

根據本發明的優選實施例，厭氧罐側壁設置視鏡。

本發明可將浮渣收集的同時，通過管道破碎機將大粒徑及纖維狀的浮渣破碎，再通過循環泵泵入厭氧罐底部，使浮渣層破壞的同時，可使浮渣中的有機質得到降解，浮渣無需外排，從而避免浮渣結殼及浮渣過多外排導致有機質大量損失問題，厭氧罐運行穩定性及產氣能力都可得到較大提高，此外，通過循環泵回流可實現厭氧罐內物料從頂部到底部再到頂部的縱向攪拌，同時可通過循環泵流量調節，控制浮渣循環量。

附圖說明

圖1為本發明的厭氧罐浮渣循環裝置橫斷面圖。

圖2為本發明的厭氧罐浮渣循環裝置縱斷面圖。

其中包含：厭氧罐1、浮渣收集鬥2、斜嚮導流管3、管託4、豎嚮導流管5、管道破碎機6、循環泵7、浮渣回流管8。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。

如圖所示，一種厭氧罐浮渣循環裝置，包含厭氧罐1、浮渣收集鬥2、斜嚮導流管3、豎嚮導流管5、管道破碎機6、循環泵7、浮渣回流管8及管託4等。

其中浮渣收集鬥2為圓錐形鬥，浮渣收集鬥2的收集口直徑為厭氧罐1直徑的1/20~1/10，採用不鏽鋼材質，浮渣收集鬥2頂部距離厭氧罐1運行液位以下100-200mm，圓錐形鬥收口處與水平方向夾角45-65°，所述浮渣收集鬥2安裝在厭氧罐1內靠近厭氧罐罐壁處。

浮渣收集鬥2底部連接斜嚮導流管3，其與水平方向夾角不小於15°，斜嚮導流管3與豎嚮導流管5連接，斜嚮導流管3的上端固定在位於厭氧罐1內的浮渣收集鬥2的底部，下端則與設置在厭氧罐1外的豎嚮導流管5連接，豎嚮導流管5通過管託4固定在厭氧罐外壁。所述斜嚮導流管3穿過厭氧罐的外壁，在所述斜嚮導流管與厭氧罐連接處設置密封結構，以防漏水。

豎嚮導流管5的下端連接管道破碎機6，所述管道破碎機6用於破碎大粒徑及纖維狀的浮渣，所述管道破碎機6的破碎粒徑5mm以下。

管道破碎機6的出料管連接循環泵7，循環泵7採用渣漿泵，循環泵7出料通過浮渣回流管8回流至厭氧罐1底部。

本發明的工作原理是：在厭氧罐工作時，通過浮渣收集鬥2收集漂浮在厭氧罐上部的浮渣，通過斜嚮導流管和豎嚮導流管將浮渣收集鬥2收集的浮渣輸送到管道破碎機6，通過管道破碎機將大粒徑及纖維狀的浮渣破碎成粒徑5mm以下的碎渣，再通過循環泵將所述碎渣泵入厭氧罐底部，泵入厭氧罐底部的碎渣在浮力的作用下上浮，並且在上浮的過程中逐步被降解。

優選地，厭氧罐1側壁設置視鏡（圖中未示出），通過厭氧罐側壁視鏡每日巡檢觀察其內部浮渣層是否有結殼傾向，如發現水面出現結殼或在攪拌狀態下液位浮動不明顯，則應加大循環量，避免結殼發生。

由此可見，本發明在使浮渣層破壞的同時，可使浮渣中的有機質得到降解，浮渣無需外排，從而避免浮渣結殼及浮渣過多外排導致有機質大量損失問題，厭氧罐運行穩定性及產氣能力都可得到較大提高，此外，通過循環泵回流可實現厭氧罐內物料從頂部到底部再到頂部的縱向攪拌，同時可通過循環泵流量調節，控制浮渣循環量。

上述描述僅是對本發明較佳實施例的描述，並非對本發明範圍的任何限定，本發明領域的普通技術人員根據上述揭示內容做的任何變更、修飾，均屬於權利要求書的保護範圍。