一种防腐蚀节能型有机固废厌氧发酵装置的制作方法

1.本实用新型属于有机固体废物资源化利用领域，涉及有机固体废物厌氧发酵装置，具体涉及一种防腐蚀节能型有机固废厌氧发酵装置。

背景技术：

2.我国有机固体废物产量逐年增加，随着垃圾分类的实施，厌氧发酵是一种非常又前景的处理技术，不仅很大程度上可实现垃圾减量化，还可以生产高附加值得沼气和高品质有机肥，目前大中型沼气工程中应用最为广泛的一种厌氧消化反应器。通常需要较好的稳固性、抗渗性、气密性和防腐性。传统的厌氧罐材质结构包括钢筋混凝土浇筑和碳钢板焊接，钢筋混凝土罐结构稳定、持久耐用、防腐和保温性能好，但结构设计、施工较为复杂、建设周期较长，难以设备化和标准化。与混凝土发酵罐相比，碳钢焊接罐的设计相对简单，施工周期短，移动方便，但是钢材耗量较大，防腐处理工艺要求高且不耐久。碳钢罐焊接完成后，需要对钢板表面进行专业的防腐处理，例如涂覆环氧树脂防腐层。即使如此，碳钢焊接罐防腐寿命比较短，一般仅为4～5年，之后需要重新进行防腐维护。
3.hdpe土工膜具有优良的耐环境应力开裂性能，抗低温、抗老化、耐腐蚀性能，以及较大的使用温度范围(-60℃-60℃)和较长的使用寿命(50年)。符合《cjt234-2006垃圾填埋场用高密度聚乙烯土工膜》规范要求的高密度聚乙烯(hdpe)土工膜，对于普通土工膜来说，耐腐蚀性更强，具有很好的抗拉伸抗剪切和耐磨性能和防渗性能，使用寿命更长。有机固体废物在厌氧过程中产酸和产甲烷气过程中，产生挥发性脂肪酸(vfa)和氨氮，且由于vfa积累，发酵液ph降低，产甲烷过程中沼气含有少量的硫化氢(h2s)和氨气(nh3)等刺激性气体，在潮湿的条件下有强烈的腐蚀性，对罐体造成腐蚀，用作为厌氧发酵反应器筒体和顶盖的内侧铺覆hdpe土工膜作为内衬，可有效降低对不锈钢罐或碳钢罐的腐蚀，减少维修维护成本，增加使用寿命。且hdpe膜表面光滑，有利于底部浆料的排除和罐体的冲洗和维护。

技术实现要素：

4.本实用新型针对现有有机固废厌氧发酵罐装置存在的上述问题和不足，提出一种厌氧发酵罐内部改进装置，通过在反应器内部以及盖子内部分别均匀铺设高密度聚乙烯(hdpe)膜衬里，提高容器防腐蚀、防紫外老化，防渗漏和耐磨性能，提高反应器使用寿命，减少维护和维修成本。且hdpe膜内侧光滑平整，有利于罐体清洁和物料流动。
5.本实用新型通过如下技术方案实现：
6.一种防腐蚀节能型有机固废厌氧发酵装置，其特征在于：包括立柱式圆筒状反应器(12)，反应器材质为碳钢或合金，同时立柱式圆筒状反应器(12)上端口还配有独立的反应器盖(15)；反应器内壁包括底的内壁和侧面内壁均贴附有hdpe土工膜(13)，反应器盖(15)的内壁也贴附有hdpe土工膜(13)；反应器侧面外周和反应器盖(15)外部均设有保温层(14)；反应器盖(15)顶部配有搅拌电机(1)，搅拌电机通过与向下伸入反应器内部的搅拌轴(2)固定连接，搅拌轴(2)上固定有搅拌叶片(3)；反应器底部外或底部下设有加热装置(6)，
反应器侧面中上部设有物料进料口(4)，物料进料口(4)通过进料口阀门(5)与进料管连接；反应器侧面底部设有沼渣出料口(7)，沼渣出料口(7)通过出料口阀门(8)与沼渣出料管连接；反应器盖(15)上设有沼气出气口，沼气出气口经由压力调节阀(10)、沼气流量计(11)与储气罐(16)连接，沼气出气口还配有压力传感器(9)。
7.进一步的，根据反应器筒高和圆筒口或底周长选择宽度为筒高、长度为筒底周长+10cm的hdpe膜进行铺设和焊接，多出的10cm为接缝处热熔搭接重合宽度。
8.进一步的，根据反应器的底部直径，裁剪大于反应器底直径的圆形hdpe膜，进行底部铺设和与侧壁hdpe膜焊接。
9.进一步的，在hdpe铺设和焊接过程中，注意进料口和出料口的密封焊接，确保进出口处不漏液漏气。进出口及对应的连接管道均采用防腐蚀、并具有一定强度的聚乙烯材质管道或内衬。
10.进一步的，沼气出气口通过排气管与储气罐相连，且具有良好的气密性，排气管为聚乙烯或聚四氟乙烯材质，具有防腐蚀性能。
11.进一步的，反应器盖(15)最终气体密封由内部hdpe膜提供。反应器盖(15)和反应器之间的气体密封是通过将屋顶的下边缘浸没在水封中来实现的。
12.进一步的，反应器(12)上部侧面四周设有一圈水封槽；反应器盖(15)为穹顶或圆锥形状，下方为高20cm的圆筒形，圆筒直径大于反应器(12)筒体直径5-10cm，反应器盖(15)下部圆筒伸入到反应器(12)外侧的水封槽内，形成水密封。
13.水封槽为宽度为10-15cm的环形水封槽。水封槽顶端与反应器(12)上端口低5-10cm，水封槽槽体深30cm，水深10-25cm。
14.进一步的，顶盖内部衬里采用与反应器筒体同样特征的hdpe膜，四周边缘hdpe膜超出半径约30-60cm，并向外翻卷，包裹反应器盖边缘，可有效防止反应器盖边缘浸入水封部分遭到腐蚀。。
15.筒体内壁、筒仓顶部圆周边缘和与顶盖下端四周圆边的接触处均的碳钢材料均被光面hdpe膜覆盖，保证与进出料、沼液和沼气不直接接触碳钢材料。
16.筒仓和顶盖外壁可铺设保温材料，反应器底部外层可设置加热装置，加热温度范围55-70℃。反应仓体设有温度传感器和温控器，反应仓内温度可调节控制为35
±
2℃或55
±
2℃。
17.进一步的，反应器内设有机械螺旋搅拌装置，搅拌叶轮为两层三重叶轮，可实现四周和上下搅拌物料，且可以根据物料反应阶段调节物料紧实度，提高单次处理容积。轴位于仓体圆柱中心，上端与顶盖中心相连，并通过内衬hdpe膜做好密封，外部添加密封垫片和密封盖。该搅拌装置有利于物料在发酵仓内部均匀混合，提高发酵速度和处理效率，且有利于快速出料。
18.仓体底部和侧壁分别铺设hdpe膜，底部铺设的hdpe膜向出料口倾斜坡度为0.1-0.15，有利于物料出渣和仓体清洗排污。
19.hdpe厚度为0.5-1.5mm，hdpe膜采用双光面或内侧为光面，外侧为糙面，外侧与反应器内壁和反应器盖内壁贴合并粘贴固定。hdpe膜铺设和粘贴应尽量减少拼接和焊缝量，接缝应避开弯角，部位应预留10cm宽度的重合部分进行搭接热熔焊接，反应器底部和进出料口管道与hdpe土工膜的接触处封边应进行牢固的封焊。所有焊缝处均进行渗漏检测。
20.进一步的，在铺设hdpe膜内衬的过程中，应尽量减少焊缝，特别是交叉焊缝，以减少渗漏隐患。焊接采用热熔技术，hdpe膜性能参数达到《cjt 234-2006垃圾填埋场用高密度聚乙烯土工膜》要求。
21.本实用新型的有益效果
22.本实用新型的有机固废厌氧发酵装置铺设特定厚度的hdpe膜内衬保证具有足够的强度、韧性，寿命长，易于冲洗，容易操作，同时材料本身具有耐腐蚀、抗酸碱可大幅度减少机固废厌氧发酵装置维护、维修和停机，节省运行时间和投资费用。
附图说明
23.图1是本实用新型提出的一种防腐蚀节能型有机固废厌氧发酵装置结构示意图；
24.图2是本实用新型提出的厌氧发酵装置剖面图；
25.其中1—搅拌电机；2—搅拌轴；3—搅拌叶片；4—物料进料口；5—进料口阀门；6—加热装置；7—沼渣出料口；8—出料口阀门；9—压力传感器(带压力表)；10—压力调节阀；11—沼气流量计，12-反应器，13-hdpe土工膜，14-保温层，15-反应器盖，16-储气罐。
26.图3反应器底部hdpe膜展开图
27.图4沿反应器底部边缘折叠铺设图
28.图5反应器侧壁内衬hdpe膜展开图
29.图6反应器侧壁内衬hdpe膜搭接铺设图。
具体实施方式
30.下面结合实施例对本技术做进一步说明，但本技术并不限于以下实施例。
31.实施例1
32.以一个约500立方米容积的有机固废厌氧发酵装置为例：
33.如附图1和2所示，本实用新型提出的一种防腐蚀节能型有机固废厌氧发酵装置，半径为4m，应仓体高8m。进料口设在侧壁离底部约3m，出料口设在侧壁下侧0.5m处。
34.根据发酵仓底部尺寸，发酵仓底半径为r，裁剪半径为r+0.1m的圆形光面hdpe土工膜，然后沿半径为r的圆周线(图3虚线)将0.1m的边缘部分向上折叠。
35.根据发酵仓内尺寸，裁剪反应装置内壁hdpe膜尺寸为，长度l＝2πr+0.1m,宽度w＝筒高h，如图5和图6所示，将hdpe膜卷成与仓体内壁贴合的圆筒状，沿筒高进行焊接，搭接重合宽度为0.1m。焊接完成后嵌入仓体内部，并与发酵仓内表面完全贴合。
36.将仓底hdpe膜与仓体侧壁部分的圆筒状部分hdpe膜进行搭接焊接，搭接宽度为0.1m。
37.按照以上同样的方法对发酵仓盖内壁进行hdpe膜剪裁和粘贴焊接，并用薄的hdpe膜对仓体上部和盖子的边缘进行包边，确保舱内反应材料可能接触的部位全部覆盖以hdpe膜。
38.安装进出料口(管)，并在进出料口部分裁剪hdpe膜，并进行与各接口的焊接，并对各个焊接部位进行渗漏检测，确保不渗漏。

技术特征：

1.一种防腐蚀节能型有机固废厌氧发酵装置，其特征在于：包括立柱式圆筒状反应器(12)，反应器材质为碳钢或合金，同时立柱式圆筒状反应器(12)上端口还配有独立的反应器盖(15)；反应器内壁包括底的内壁和侧面内壁均贴附有hdpe土工膜(13)，反应器盖(15)的内壁也贴附有hdpe土工膜(13)；反应器侧面外周和反应器盖(15)外部均设有保温层(14)；反应器盖(15)顶部配有搅拌电机(1)，搅拌电机通过与向下伸入反应器内部的搅拌轴(2)固定连接，搅拌轴(2)上固定有搅拌叶片(3)；反应器底部外或底部下设有加热装置(6)，反应器侧面中上部设有物料进料口(4)，物料进料口(4)通过进料口阀门(5)与进料管连接；反应器侧面底部设有沼渣出料口(7)，沼渣出料口(7)通过出料口阀门(8)与沼渣出料管连接；反应器盖(15)上设有沼气出气口，沼气出气口经由压力调节阀(10)、沼气流量计(11)与储气罐(16)连接，沼气出气口还配有压力传感器(9)。2.按照权利要求1所述的一种防腐蚀节能型有机固废厌氧发酵装置，其特征在于：反应器盖(15)最终气体密封由内部hdpe膜提供；反应器(12)上部侧面四周设有一圈水封槽；反应器盖(15)为穹顶或圆锥形状，下方为高20cm的圆筒形，圆筒直径大于反应器(12)筒体直径5-10cm，反应器盖(15)下部圆筒伸入到反应器(12)外侧的水封槽内，形成水密封；水封槽为宽度为10-15cm的环形水封槽，水封槽顶端与反应器(12)上端口低5-10cm，水封槽槽体深30cm，水深10-25cm。3.按照权利要求1所述的一种防腐蚀节能型有机固废厌氧发酵装置，其特征在于：反应器盖(15)内部衬里采用与反应器筒体同样特征的hdpe膜，反应器盖(15)四周边缘hdpe膜超出半径长30-60cm，并向外翻卷，包裹反应器盖边缘，可有效防止反应器盖边缘浸入水封部分遭到腐蚀。4.按照权利要求1所述的一种防腐蚀节能型有机固废厌氧发酵装置，其特征在于：反应器内壁、反应器盖(15)顶部圆周边缘和与反应器盖(15)下端四周圆边的接触处的碳钢材料均被光面hdpe膜覆盖，保证与进出料、沼液和沼气不直接接触碳钢材料；反应器设有温度传感器和温控器，反应器搅拌叶轮为两层三重叶轮，可实现四周和上下搅拌物料，搅拌轴位于仓体圆柱中心，上端穿过反应器盖(15)中心，并通过内衬hdpe膜做好密封，外部添加密封垫片和密封盖。5.按照权利要求1所述的一种防腐蚀节能型有机固废厌氧发酵装置，其特征在于：反应器底部和侧壁分别铺设hdpe膜，底部铺设的hdpe膜向出料口倾斜坡度为0.1-0.15，有利于物料出渣和仓体清洗排污；根据反应器筒高和圆筒口或底周长选择宽度为筒高、长度为筒底周长+10cm的hdpe膜进行铺设和焊接，多出的10cm为接缝处热熔搭接重合宽度。6.按照权利要求1所述的一种防腐蚀节能型有机固废厌氧发酵装置，其特征在于：根据反应器的底部直径，裁剪大于反应器底直径的圆形hdpe膜，进行底部铺设和与侧壁hdpe膜焊接；在hdpe铺设和焊接过程中，注意进料口和出料口的密封焊接，确保进出口处不漏液漏气。7.按照权利要求1所述的一种防腐蚀节能型有机固废厌氧发酵装置，其特征在于：沼气出气口通过排气管与储气罐相连，排气管为聚乙烯或聚四氟乙烯材质具有防腐蚀性能。8.按照权利要求1所述的一种防腐蚀节能型有机固废厌氧发酵装置，其特征在于：hdpe
厚度为0.5-1.5mm，hdpe膜采用双光面或内侧为光面，外侧为糙面，外侧与反应器内壁和反应器盖内壁贴合并粘贴固定。9.按照权利要求1所述的一种防腐蚀节能型有机固废厌氧发酵装置，其特征在于：hdpe膜铺设和粘贴应尽量减少拼接和焊缝量，接缝应避开弯角，部位应预留10cm宽度的重合部分进行搭接热熔焊接，反应器底部和进出料口管道与hdpe土工膜的接触处封边应进行牢固的封焊；所有焊缝处均进行渗漏检测。

技术总结

一种防腐蚀节能型有机固废厌氧发酵装置，属于有机固体废物处理领域，包括立柱式圆筒状反应器，反应器配有独立的反应器盖；反应器内壁贴附有HDPE土工膜，反应器外设有保温层；反应器配有搅拌电机通过与向下伸入反应器内部的搅拌轴固定连接，搅拌轴上固定有搅拌叶片；反应器底部设有加热装置，侧面中上部设有物料进料口通过进料口阀门与进料管连接；反应器侧面底部设有沼渣出料口通过出料口阀门与沼渣出料管连接；反应器盖上设有沼气出气口经由压力调节阀、沼气流量计与储气罐连接。提高容器防腐蚀、防紫外老化，防渗漏和耐磨性能，提高反应器使用寿命，减少维护和维修成本。减少维护和维修成本。减少维护和维修成本。