[发明专利]五级厌氧甲烷反应器

说明书

本发明涉及一种五级厌氧甲烷反应器，是一种采用五级分步厌氧生成甲烷的新型生产甲烷的反应器，它可为城乡工农业生产及人们生活处理有机污水及废弃物，是一种新能源环保产品。

一、技术领域

本发明涉及一种五级厌氧甲烷反应器，属于新能源和环保的技术领域，是一种高效甲烷反应器装置，可广泛应用于工业污水、生活污水、生活垃圾、禽畜粪便、农作物秸秆等有机物的厌氧消化处理。

二、背景技术

目前，还没有这种形式的五级厌氧甲烷反应器，现有的沼气工程，大部分都是一级厌氧反应装置，也有少量的已经是二级(二相)或三级(三相)反应，甲烷含量一般都在55-65％之间，且不能形成一种工厂化产品，也不能应用于大规模能量供应。同时由于传统沼气发酵罐生成沼气方式上缺少微生物反应过程中所需要的反复的反应过程，因此，生产沼气较慢，转化的效率低下，并且甲烷含量较低。另外，厌氧发酵的料液需要温度(一般30-55度为宜)，如不给发酵的料液加温，寒冷地区冬季沼气装置就不能正常使用，或再用大量的能源给沼气装置自身加热，运行费用很大，造成一些用户不再使用的现象。而且传统沼气装置效率低、体积大难以实现工厂化成型和机械化作业生成沼气，沼气装置渗漏气现象普遍存在，也限制了沼气在工农业生产和人们生活上的大规模应用。

我国发展沼气已有十几年的历史了，近年来连续六年中央1号文件中要求推广沼气，并纳入到4万亿内需范围和民生工程中，加以推广。到2009年底，有关部门统计，我国户用沼气已有约3500万口，大中型沼气工程近57000处，发展速度日益加快，对沼气新产品、新技术的需求越来越为迫切。

近年来，我国城镇建设、工业、农业和养殖业的规模都在迅猛扩大，城镇生活垃圾和污水总量发展很快，年增长速度约6％以上，但治理利用率却很低，如北京和上海等大城市仅为3％～8％，较好的城市也只有5％～15％；工业排污水的企业约有几十万家，大中型养殖企业约有几万家，农作物秸秆每年约几百万吨，这些废弃有机物目前的治理和利用总的也还不到10％，这不仅浪费了资源、污染了水源和环境，也危害了人们的身体健康。另外随着经济的发展和人们生活水平的提高，能源紧张短缺的形势越来越严峻，世界性争夺能源成了全球主要不安定因素，开发新的替代能源迫在眉睫。

我们如能将这些资源采用沼气化处理，把所产生的沼气用于发电，所发的电量相当于我国目前发电总量的20％，也治理了环境，还提供了大量的有机肥。因此，开发新型沼气反应器势在必行，迫切需要。

三、发明内容

本发明是要提供一种五级厌氧甲烷反应器，是一种采用五级(五相)厌氧，产生高浓度甲烷(沼气)的装置，五级厌氧甲烷反应器提高了生成甲烷效率和甲烷的浓度，可进一步充分消化发酵有机物，可使经过厌氧反应过的出口水质变得更好。同时还能改善过去在沼气生成方法上所缺少的料液反复反应过程，可再将厌氧出口的水再进行好氧发酵产生成中水达标排放，不在形成二次污染。

本发明为达到上述目的是以这样的方式实现的：将厌氧反应装置设计成五级，好氧反应装置一级，并将好氧池设在厌氧池第二级与第三级之间，利用好氧反应中排放的热能给上下厌氧池加温，从而减少厌氧反应中的自身耗能。料液从进料池进入，通过一级厌氧池消化后，难以降解的杂物从出渣口由排渣机排出，再将一级厌氧池已降解下来的料液，经二级厌氧反应后由泵抽入三级厌氧池继续发酵，三级厌氧池在进料水流和甲烷气作用下，升流至四级厌氧池反应，四级厌氧池将进入料液同等的量溢流至五级厌氧池继续反应，第五级厌氧池同时也作为储液池使用(这里料液可直接作为肥料使用)；作肥后多余的料液经分流出，进入好氧池中进行好氧再消化生成中水后，达标排放。甲烷气从一级经压料板的空隙升流至二级，二级中的甲烷气经甲烷升压管和甲烷喷管喷入三级厌氧池再反应净化。