公布日：2023.11.28
申请日：2023.09.01
分类号：C02F11/04(2006.01)I;C02F11/00(2006.01)I
摘要
本发明属于污泥处理领域，公开了一种微电压驱动强化的厌氧序批式反应器。该反应器为密封装置，包括相互连通的圆柱形上部和半球形下部；圆柱形上部的顶部设置有盖板，盖板上设置有变频电机、沼气排放管、液位计、压力传感器和参比电极；侧壁的一侧设置有温度传感器、pH传感器和人孔盖板；另一侧从上至下设置有溢流排泥口、第一取样口、第二取样口、第三取样口和进泥口；镂空电极托盘上水平设有阴极，垂直设有多个阳极电极；圆柱形上部的内部设置有盘管；半球形下部的底部设置有矿化泥排出口。本发明通过序批式运行和微电压驱动强化技术实现反应器的进一步减容，有机物转化率的进一步提高，污泥减量化效果的进一步提升。
权利要求书
1.一种微电压驱动强化的厌氧序批式反应器，其特征在于，该反应器为密封装置，包括相互连通的圆柱形上部和半球形下部；所述圆柱形上部的顶部设置有盖板，所述盖板上设置有变频电机、沼气排放管、液位计、压力传感器和参比电极；所述变频电机用于控制设置于所反应器内部的搅拌器的启停；所述参比电极插入所述反应器内部；所述圆柱形上部的侧壁的一侧设置有温度传感器、pH传感器和人孔盖板；所述圆柱形上部的侧壁的另一侧从上至下设置有溢流排泥口、第一取样口、第二取样口、第三取样口和进泥口；所述进泥口与进泥泵连接；所述圆柱形上部的靠近所述半球形下部的底部设置有镂空电极托盘，所述镂空电极托盘上水平设置有阴极电极，所述镂空电极托盘上垂直设置有多个阳极电极；所述圆柱形上部的内部设置有盘管，所述盘管与设置于所述反应器外部的循环水泵连接，用于通过循环水控制所述反应器内部的消化温度；所述半球形下部的底部设置有矿化泥排出口，所述矿化泥排出口与矿化泥排出泵连接。
2.根据权利要求1所述的微电压驱动强化的厌氧序批式反应器，其中，所述圆柱形上部的高径比为(1.9-2.2)∶1。
3.根据权利要求1所述的微电压驱动强化的厌氧序批式反应器，其中，所述溢流排泥口、第一取样口、第二取样口、第三取样口和进泥口均设有球阀。
4.根据权利要求1所述的微电压驱动强化的厌氧序批式反应器，其中，所述沼气排放管上设置有阻火器。
5.根据权利要求1所述的微电压驱动强化的厌氧序批式反应器，其中，所述阴极电极与设置于所述反应器外部的电源负极导线连接，所述多个阳极电极与设置于所述反应器外部的电源正极导线连接。
6.根据权利要求1所述的微电压驱动强化的厌氧序批式反应器，其中，所述阴极电极的材料为泡沫镍或镀镍铁。
7.根据权利要求1所述的微电压驱动强化的厌氧序批式反应器，其中，所述多个阳极电极的材料各自独立地为碳纤维布或石墨。
8.根据权利要求1所述的微电压驱动强化的厌氧序批式反应器，其中，所述参比电极为Ag/AgCl电极。
9.根据权利要求1所述的微电压驱动强化的厌氧序批式反应器，其中，所述多个阳极电极的粗糙程度为99-101Ra。
10.根据权利要求1所述的微电压驱动强化的厌氧序批式反应器，其中，所述阳极电极为四个。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种微电压驱动强化的厌氧序批式反应器。本发明通过序批式运行和微电压驱动强化技术实现反应器的进一步减容，有机物转化率的进一步提高，污泥减量化效果的进一步提升。
为了实现上述目的，本发明提供了一种微电压驱动强化的厌氧序批式反应器，该反应器为密封装置，包括相互连通的圆柱形上部和半球形下部；
所述圆柱形上部的顶部设置有盖板，所述盖板上设置有变频电机、沼气排放管、液位计、压力传感器和参比电极；所述变频电机用于控制设置于所反应器内部的搅拌器的启停；所述参比电极插入所述反应器内部；
所述圆柱形上部的侧壁的一侧设置有温度传感器、pH传感器和人孔盖板；所述圆柱形上部的侧壁的另一侧从上至下设置有溢流排泥口、第一取样口、第二取样口、第三取样口和进泥口；所述进泥口与进泥泵连接；
所述圆柱形上部的靠近所述半球形下部的底部设置有镂空电极托盘，所述镂空电极托盘上水平设置有阴极电极，所述镂空电极托盘上垂直设置有多个阳极电极；
所述圆柱形上部的内部设置有盘管，所述盘管与设置于所述反应器外部的循环水泵连接，用于通过循环水控制所述反应器内部的消化温度；
所述半球形下部的底部设置有矿化泥排出口，所述矿化泥排出口与矿化泥排出泵连接。
本发明的技术方案的有益效果如下：
本发明的反应器在序批式运行基础上，引入了微电压驱动强化，可以借助阳极呼吸菌对多种有机物(挥发酸、葡萄糖、蛋白、纤维素等)进行氧化降解产生电子传递到阳极，电子经过外电路传递到阴极，在阴极还原特定的目标底物(氢离子)。微生物电解对广泛底物均具有强大的生物转化能力，电子在阴极表面具有良好的还原转化能力。通过借助微生物电解耦合厌氧消化系统在机理上能够实现复杂有机质的快速转化，同时改变电子传递路径，形成以胞外电子作用为基础的产甲烷过程，由此富集到倍增时间段短、产甲烷能力更强的嗜氢产甲烷菌。从而实现反应器的进一步减容，有机物转化率的进一步提高，污泥减量化效果的进一步提升。
（发明人：王佳伟;任征然;高金华;文洋;张含）