[发明专利]液体有机物的厌氧处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及流体有机物，特别是可产生甲烷的废弃物的厌氧处理系统，它包括用于填充有机物至一定高度的发酵罐；设置在高于发酵罐并与储气罐相连的置换罐；和将发酵罐的上部与置换罐的上部相连的气体导管，至少一根连接发酵罐和置换罐以在所述罐间进行流体物料输送的连接管，以及配有常闭切断装置的气体导管，开启时该切断装置以平衡发酵罐和置换罐之间的压差。

背景技术

已知的工业沼气系统都具有用来处理在发酵罐运行期间形成的清液层和沉渣或底部污泥的各种电机驱动装置。这样的系统不适合用在无电的地区，如在发展中国家的许多农村地区。

而且，上述类型的沼气系统是已知的，其中流体物料在系统运转期间从发酵罐转移到置换罐中，并随后在所述两罐间由于压力平衡又会使已转移的液体流回到发酵罐中。当液体回流时，该液体就会在发酵罐中产生搅拌作用。这种类型的系统尤其在EP-A1-0013538,EP-A1-0211451,DE-OS 3228782,WO85/00584和WO95/05451中有描述。本发明是以较后的国际公开出版物中所披露的现有技术为基础的。

所述系统的共同特征是，在气体或压力平衡导管中设置的切断装置是带电运行的和/或需要电流来使系统运转。这就使得该系统不能用在没电的地区。

发明概述

本发明的目的是提供一种不需要电力供应的上述类型的沼气系统。

本发明系统的特征在于，切断装置是一个压力控制的压力平衡装置，它具有延迟元件，用于控制闭合并在发酵罐与置换罐之间给定的压差下，在没有外部动力供应的情况下开启，并随后在给定的延时下关闭。

当在发酵罐中产生气体时，一部分流体物料转移到置换罐中。当在发酵罐和与其直接相通的置换罐或储气罐之间的压差达到预定的最大值时，压力平衡装置自动打开。通过压力平衡装置的开启，在发酵罐和置换罐或储气罐之间的压力就会达到平衡。其结果是转移到置换罐中的流体物料在几秒钟之内流回到发酵罐中。回流的液体物料在液体物料中会产生有力的搅拌作用和紊流并对任何上层清液层进行处理。一旦实现了液体物料的压力平衡和回流，压力平衡装置就会自动关闭。之后，在发酵罐中生成的气体又会在发酵罐和置换罐或储气罐之间产生压差。接下来继续重复上述循环。

本发明的压力平衡装置可包括部分装有液体并与从发酵罐伸出的部分气体导管相连的下部容器；和位于下部容器上部的上部容器，并且通向置换罐的部分气体导管连接在上部容器中最高液面的上面，所述容器进一步通过喷出管和回流管来相互连接，该喷出管与上部容器最高液面的上部相连，并且通过第一存水弯在第一液面处与下部容器相连，而回流管在低于最高液面的平面处与上部容器相连，而且在比所述的喷吹出管与下部容器相连的第一液面低的第二液面处与下部容器相连，使其具有低于喷出管第一存水弯的最低点。

在刚好达到压力平衡后，即当在发酵罐与置换罐中的压力相同时，压力平衡装置的上部容器和下部容器的压力相同。因此，喷出管和回流管中填充的液体可达到相当于下部容器中的液面相同处。该液体断开了两容器中气体间的连接。当在发酵罐中产生气体时，在下部容器中就会形成过压，于是液体就从那里转移到喷出管和回流管中。随着下部容器中压力不断增加，液体通过回流管转移到上部容器中，并且喷出管中的液面进一步升高直至与上部容器相连通。当下部容器中的液面达到其与喷出管的连接点时，即到达第一液面处时，喷出管和下部容器间的液体连通就不再存在。随着下部容器中的气压不断升高，液体还通过回流管从下部容器转移到上部容器中。在某些位置时间点，喷出管中液面和下部容器中压力之间的平衡被打破。它发生在喷出管中的液体到达第一存水弯的底部时。其结果是，喷出管中的几乎全部液体均被喷送到上部容器中。应注意到，采用这种连接方式时，要使喷出管的流通面积满足平衡压力下使通过所述导管的气体流速高至几乎带走喷出管中的全部液体。正如本领域的专家所知道的那样，实现所述方法的气体流速必须在至少40m/s的数量级上。喷出管中的液体喷出可在下部容器和上部容器间产生开放的连接，从而来自下部容器以及因而来自发酵罐的气体流到上部容器中，并因而流入到置换罐和储气罐中。于是，在下部容器和上部容器间，并进而在发酵罐和置换罐或储气罐间，形成压力平衡。通过该压力平衡，如上所述液体物料从置换罐中流到发酵罐中。随后，下部容器和上部容器间的压力平衡使得来自上部容器的液体经回流管流回到下部容器中。用于关闭压力平衡装置的延时主要取决于喷出管和回流管与下部容器的连接点间的高度差以及回流管的流通面积。

而且本发明的回流管可通过在低于喷出管存水弯的位置处安置的第二存水弯与下部容器相连。