水力旋流厌氧消化塔及其使用方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103114036 A(43)申请公布日 2013.05.22CN103114036A*CN103114036A*(21)申请号 201210547158.1(22)申请日 2012.12.17C12M 1/107(2006.01)C12P 5/02(2006.01)C02F 11/04(2006.01)(71)申请人陈喆地址 100043 北京市石景山区古城南里古运机械施工公司物业小区3号楼(72)发明人陈喆(74)专利代理机构北京中建联合知识产权代理事务所 11004代理人刘湘舟 朱丽岩(54) 发明名称水力旋流厌氧消化塔及其使用方法(57) 摘要一种水力旋流厌氧

2、消化塔及其使用方法，塔体的中心有一个导流筒，导流筒筒内的中部有一个潜水电机，潜水电机的下部连接提升叶轮，导流筒上连接两个导流管，上层导流管与塔体之间有一圈环形稳流板，塔体的侧壁底部有一根连通外界和导流筒的进料管，塔体底部连接集渣斗，集渣斗侧面连接排渣管，塔体的顶盖上有一根沼气管、沼气管与压力变送器和电控箱信号连接。本发明利用水力旋流方式实现物料搅拌、浮渣破散、生熟料分离，提高厌氧消化处理效率、提高沼气产量，节约厌氧消化处理能耗，并根据沼气压力采用变强度厌氧消化工艺，实现沼气生产、利用系统自动化运行、调节。可广泛应用于废水、废液、垃圾、粪便、污泥等高浓度有机废物的厌氧消化处理。(51)Int.C

3、l.权利要求书1页 说明书3页 附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图2页(10)申请公布号 CN 103114036 ACN 103114036 A1/1页21.一种水力旋流厌氧消化塔，包括塔体、进料管和排渣管，其特征在于：所述塔体（1）是底部为倒锥形的圆筒体，倒锥形的圆筒底部固定于支座（19）上，塔体（1）的顶部有封闭的顶盖（15），所述塔体（1）的中心有一个垂直放置的配有密封盖（16）的中空导流筒（2），所述导流筒（2）的上端高于顶盖（15），下端与塔体（1）的倒锥形底部连接；所述导流筒的中部内壁固定一个潜水电机（3），所述潜水电

4、机（3）与提升叶轮（4）连接，所述导流筒（2）的侧壁与上、下两层呈放射形分布的导流管（5）连通，上层导流管和下层导流管上分别布有切向同侧开孔、且上下开孔方向相反的导流孔，上层导流管位于物料（17）的表面，下层导流管位于塔体倒锥形底部之上，上层导流管与塔体侧壁之间竖有一圈稳流板（9），所述稳流板（9）与塔侧壁之间有一根排水管（10），所述排水管（10）的上端口在清液（18）的液面之下，下端口通向塔体（1）之外；所述塔体的底部有一根连通外界和导流筒的进料管（6），塔体的倒锥形底部下面连接集渣斗（7），所述集渣斗（7）与排渣管（8）连通，所述塔体的顶盖（15）上有沼气管（11），所述沼气管（11）与

5、压力变送器（12）和电控箱（14）信号连接。2.根据权利要求1所述水力旋流厌氧消化塔，其特征在于：所述上层导流管和下层导流管均由两至八根管子组成。3.根据权利要求1所述水力旋流厌氧消化塔，其特征在于：所述稳流板（9）的形状是喇叭形或上部是圆筒形、下部是喇叭形。4.根据权利要求1所述水力旋流厌氧消化塔，其特征在于：所述塔体（1）下部的侧壁和顶盖上分别开有一个检修人孔（13）。5.一种应用权利要求1-4之一所述的水力旋流厌氧消化塔的使用方法，其特征在于：生、熟料分离：开启工作，潜水电机（3）驱动提升叶轮（4）转动，导流筒（2）内厌氧物料自下而上升起，物料中的污泥自下层导流管被吸入导流筒（2），经上

6、层导流管喷至物料表层，破散表层浮渣，上下层导流管进出流方向相反，形成水力旋流，在离心作用下，无机化程度较高、比重较大的重质熟渣沿外侧旋转下沉，被下部倒锥形塔底导入集渣斗（7），经排渣管（8）外排；无机化程度较低、比重较小的轻质生渣沿内侧旋转下沉，被下层导流管吸回导流筒（2）与由进料管（6）进入的生料混合，做进一步厌氧消化处理；沼液清液分离：稳流板（9）与塔体形成的环形区将物料澄清分离出上清液，经排水管（10）外排，澄清分离出的沼渣落入旋流物料中进一步消化处理；沼气排放量调节：厌氧消化产生的沼气自塔顶沼气管（11）收集外排，压力变送器（12）将沼气压力信号上传到电控箱（14），电控箱（14）的变

7、频器根据沼气压力信号控制潜水电机（3）的转速，当沼气压力增加时，降低潜水电机及提升叶轮转速、降低塔内物料混合强度，进而减少沼气产量，反之则增加沼气产量。权 利 要 求 书CN 103114036 A1/3页3水力旋流厌氧消化塔及其使用方法技术领域0001 本发明涉及一种有机废物处理设备。背景技术0002 目前，在废水、废液、垃圾、粪便、污泥等高浓度有机废物无害化、资源化处理过程中，经常需要厌氧消化工艺设备，现有的各类厌氧消化设备多采用机械搅拌或沼气搅拌，但是这类设备工作时容易形成表面浮渣层，无法区分生料、熟料，导致外排沼渣中生料比例较大，此外，传统的设备工作效率低、能耗高，而且无法根据沼气利用

8、量即时调节沼气产量，造成浪费。发明内容0003 本发明的目的是提供一种水力旋流厌氧消化塔及其使用方法，要解决避免出现表面浮渣层、有效区分生料熟料的技术问题；并解决提高工作效率、降低能耗、灵活调节避免浪费的问题。0004 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种水力旋流厌氧消化塔，包括塔体、进料管和排渣管。0005 所述塔体是底部为倒锥形的圆筒体，倒锥形的圆筒底部固定于支座上，塔体的顶部有封闭的顶盖，所述塔体的中心有一个垂直放置的配有密封盖的中空导流筒，所述导流筒的上端高于顶盖，下端与塔体的倒锥形底部连接；所述导流筒的中部内壁固定一个潜水电机，所述潜水电机与提升叶轮连接，所述导流筒的侧壁与上

9、、下两层呈放射形分布的导流管连通，上层导流管和下层导流管上分别布有切向同侧开孔、且上下开孔方向相反的导流孔，上层导流管位于物料的表面，下层导流管位于塔体倒锥形底部之上，上层导流管与塔体侧壁之间竖有一圈稳流板，所述稳流板与塔侧壁之间有一根排水管，所述排水管的上端口在清液的液面之下，下端口通向塔体之外；所述塔体的底部有一根连通外界和导流筒的进料管，塔体的倒锥形底部下面连接集渣斗，所述集渣斗与排渣管连通，所述塔体的顶盖上有沼气管，所述沼气管与压力变送器和电控箱信号连接。0006 所述上层导流管和下层导流管均由两至八根管子组成。0007 所述稳流板的形状是喇叭形或上部是圆筒形、下部是喇叭形。0008

10、所述塔体下部的侧壁和顶盖上分别开有一个检修人孔。0009 一种应用所述水力旋流厌氧消化塔的使用方法：生、熟料分离：开启工作，潜水电机驱动提升叶轮转动，导流筒内厌氧物料自下而上升起，物料中的污泥自下层导流管被吸入导流筒，经上层导流管喷至物料表层，破散表层浮渣，上下层导流管进出流方向相反，形成水力旋流，在离心作用下，无机化程度较高、比重较大的重质熟渣沿外侧旋转下沉，被下部倒锥形塔底导入集渣斗，经排渣管外排；无机化程度较低、比重较小的轻质生渣沿内侧旋转下沉，被下层导流管吸回导流筒与由进料管进入的生料混合，做进一步厌氧消化处理；说 明 书CN 103114036 A2/3页4沼液清液分离：稳流板与塔体

11、形成的环形区将物料澄清分离出上清液，经排水管外排，澄清分离出的沼渣落入旋流物料中进一步消化处理；沼气排放量调节：厌氧消化产生的沼气自塔顶沼气管收集外排，压力变送器将沼气压力信号上传到电控箱，电控箱的变频器根据沼气压力信号控制潜水电机的转速，当沼气压力增加时，降低潜水电机及提升叶轮转速、降低塔内物料混合强度，进而减少沼气产量，反之则增加沼气产量。0010 与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：本发明克服了传统厌氧消化设备效率低、能耗高的缺点，解决了有效、灵活地处理有机废物的技术问题。0011 本发明为成套设备，整机安放在混凝土地坪上，接通外部进料、排渣、排水、沼气管以及外部电源线，启动潜水

12、电机及给料后，即可投入运行，利用水力旋流方式实现物料搅拌、浮渣破散、生熟料分离，提高厌氧消化处理效率、提高沼气产量，节约厌氧消化处理能耗，并根据沼气压力采用变强度厌氧消化工艺，实现沼气生产、利用系统自动化运行、调节。0012 本发明可广泛应用于废水、废液、垃圾、粪便、污泥等高浓度有机废物的厌氧消化处理。附图说明0013 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。0014 图1是本发明的结构示意图。0015 图2是本发明的结构俯视示意图。0016 附图标记：1-塔体、2-导流筒、3-潜水电机、4-提升叶轮、5-导流管、6-进料管、7-集渣斗、8-排渣管、9-稳流板、10-排水管、11-沼气管、12

13、-压力变送器、13-检修人孔、14-电控箱、15-顶盖、16-密封盖、17-物料、18-清液、19-支座。具体实施方式0017 实施例参见图1所示，所述塔体1是底部为倒锥形的圆筒体，倒锥形的圆筒底部固定于支座19上，塔体直径为48米，高度为1018米，塔体1的顶部有封闭的顶盖15，外部做整体保温处理，所述塔体1的中心有一个垂直放置的配有密封盖16的中空导流筒2，直径为6001200毫米，所述导流筒2的上端高于顶盖15，下端与塔体1的倒锥形底部连接；所述导流筒的中部内壁固定一个潜水电机3，功率为2.211千瓦，所述潜水电机3与提升叶轮4连接，所述导流筒2的侧壁与上、下两层呈放射形分布的导流管5连

14、通，导流管5直径为100200毫米，上层导流管和下层导流管上分别布有切向同侧开孔、且上下开孔方向相反的导流孔，上层导流管位于物料17的表面，下层导流管位于塔体倒锥形底部之上，上层导流管与塔体侧壁之间竖有一圈稳流板9，所述稳流板9上部是圆筒形、下部是喇叭形所述稳流板9与塔侧壁之间有一根排水管10，所述排水管10的上端口在清液18的液面之下，下端口通向塔体1之外；所述塔体的底部有一根连通外界和导流筒的进料管6，塔体的倒锥形底部下面连接集渣斗7，所述集渣斗7与排渣管8连通，所述塔体的顶盖15上有沼气管11，所述沼气管11与压力变送器12和电控箱14信号连接，所述塔体1的侧壁下部和顶盖上分别开有一个检

15、修人孔13。说 明 书CN 103114036 A3/3页50018 塔体1、导流筒2、集渣斗7、稳流板9采用卷板焊制，钢板厚度68毫米；导流管5、进料管6、排渣管8、排水管10、沼气管11采用钢管制作，管径100200毫米，厚度68毫米；潜水电机3、提升叶轮4、压力变送器12、检修人孔13以及法兰、阀门等均为标准设备及标准件，可以按技术设计要求直接市场采购；电控箱14使用标准配电箱制作。0019 参见图2所示，所述导流管5由四根同侧开孔的管子组成，四根管子顺序相距90度与导流筒连接，上层导流管和下层导流管的开孔方向相反。0020 本发明的设备组装如下：将塔体1、导流筒2、导流管5、进料管6、

16、集渣斗7、排渣管8、稳流板9、排水管10、沼气管11、检修人孔13焊接完成；将潜水电机3、提升叶轮4组装并自导流筒上口放置于导流筒内支架上；将压力变送器12安装到塔体顶部；将电控箱14挂设于塔体外部，接通潜水电机电力电缆及压力变送器12信号电缆，密封潜水电机电力电缆进线孔；本发明为成套设备，整机安放在混凝土地坪上，接通外部进料管、排渣管、排水管、沼气管以及外部电源线，启动潜水电机及给料后，即可投入运行。0021 本发明各部件的作用以及整体工作过程如下：塔体1用于容纳厌氧消化物料；导流筒2用于导流物料；潜水电机3用于驱动提升叶轮；提升叶轮4用于提升厌氧消化物料；导流管中的上层导流管用于破散表层浮

17、渣，上、下层导流管协同作用形成塔内物料水力旋流；进料管6用于向厌氧消化塔供料；集渣斗7用于收集排出无机化程度较高的重质沼渣；排渣管8用于外排重质沼渣；稳流板9用于隔离澄清沼液清液、外排沼液；排水管10用于收集外排沼液清水；沼气管11用于收集外排厌氧消化产生的沼气；压力变送器12用于检测塔内沼气压力；检修人孔13用于检修时对流通气及人员进出；电控箱14用于潜水电机供电以及根据沼气压力变送器信号变频控制潜水电机转速。0022 物料清液等流向参见图1中的箭头方向所示，生、熟料分离：开启工作，潜水电机3驱动提升叶轮4转动，导流筒2内厌氧物料自下而上升起，物料中的污泥自下层导流管被吸入导流筒2，经上层导

18、流管喷至物料17的表层，破散表层浮渣，上下层导流管进出流方向相反，形成水力旋流，在离心作用下，无机化程度较高、比重较大的重质熟渣沿外侧旋转下沉，被下部倒锥形塔底导入集渣斗7，经排渣管8外排；无机化程度较低、比重较小的轻质生渣沿内侧旋转下沉，被下层导流管吸回导流筒2与由进料管6进入的生料混合，做进一步厌氧消化处理；沼液清液分离：稳流板9与塔体形成的环形区将物料澄清分离出上清液18，经排水管10外排，澄清分离出的沼渣落入旋流物料中进一步消化处理；沼气排放量调节：厌氧消化产生的沼气自塔顶沼气管11收集外排，压力变送器12将沼气压力信号上传到电控箱14，电控箱14的变频器根据沼气压力信号控制潜水电机3的转速，当沼气压力增加时，降低潜水电机及提升叶轮转速、降低塔内物料混合强度，进而减少沼气产量，反之则增加沼气产量，以实现厌氧消化塔自动稳定运行。说 明 书CN 103114036 A1/2页6图1说 明 书 附 图CN 103114036 A2/2页7图2说 明 书 附 图CN 103114036 A