本實(shí)用新型涉及一種光生物反應(yīng)器，特別是一種用以同步凈化沼氣沼液的光生物反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

沼氣作為是一種取之不盡、用之不竭、造價(jià)低廉的可再生的生物質(zhì)能源也長(zhǎng)期受到研究者的青睞。但是現(xiàn)在的沼氣品質(zhì)低下和沼液污水難以處理是限制我國(guó)沼氣事業(yè)可持續(xù)發(fā)展的兩大瓶頸。厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣中可作為燃料的甲烷氣體僅占30％～40％，另外是占60％以上的二氧化碳，以及少量的其它氣體。沼氣中可燃?xì)怏w組分含量較低，導(dǎo)致了現(xiàn)階段沼氣的可利用性較差，無法實(shí)現(xiàn)綠色沼氣生物質(zhì)能的發(fā)展。另外發(fā)酵產(chǎn)沼氣過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物沼液是一種高污染物負(fù)荷的污水，其極易造成水華等嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。

而前期研究中我們發(fā)現(xiàn)雖然藻類提升沼氣品位方面效果顯著，但藻類對(duì)沼液中主要污染物的去除能力有限；藻類光合作用產(chǎn)生的氧氣，可能會(huì)與CH4在一定比例下發(fā)生爆炸，影響工藝的安全性；而處理后的藻類由于顆粒直徑小，收獲困難，進(jìn)而影響其資源化循環(huán)利用。所以基于以上問題，我們采用了球狀的藻菌共生體，不僅可以解決以上問題，還能做到廢棄物的零排放。

然而市面上所有的以及專利申請(qǐng)中的各類光生物反應(yīng)器并不能滿足藻菌共生體同步凈化沼氣沼液實(shí)驗(yàn)的需求。因此急需一個(gè)適合課題的光生物反應(yīng)器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種用以同步凈化沼氣沼液的光生物反應(yīng)器，解決的技術(shù)問題是如何充分凈化沼氣和沼液。

本實(shí)用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：用以同步凈化沼氣沼液的光生物反應(yīng)器，包括盒體和裝于盒體頂部的盒蓋，其特征在于，盒體內(nèi)設(shè)有凈化單元，凈化單元包括用于放置球狀藻菌共生體的凈化管，凈化管呈直管狀并沿水平方向固設(shè)在盒體內(nèi)，位于同一組凈化單元中的凈化管有多根并分布在同一橫排上，且每根凈化管均是一沿自身軸向?qū)Π肫书_的管件；所述的盒體的側(cè)壁上設(shè)有沼液入口，沼液入口的數(shù)量和一組凈化單元中的凈化管的數(shù)量相同，且沼液入口與對(duì)應(yīng)的凈化管的其中一端連通；盒蓋頂部設(shè)有沼氣入口，盒體的側(cè)部和底部分別設(shè)有沼氣出口和沼液入口，所述的凈化單元位于沼氣入口和沼氣出口之間，所述的盒體外設(shè)有使沼氣在沼氣入口和沼氣出口之間循環(huán)流動(dòng)的蠕動(dòng)泵一以及使沼液在沼液入口和沼液出口之間循環(huán)流動(dòng)的蠕動(dòng)泵二；所述的盒體和凈化管均由透明材料制成，所述的盒體外還設(shè)有與其正對(duì)的光源。

安裝時(shí)，沼氣入口通過管道一與混合厭氧發(fā)酵池相連，蠕動(dòng)泵一通過橡膠管分別連接沼氣出口和管道一；沼液入口通過管道二與混合厭氧發(fā)酵池相連，蠕動(dòng)泵二通過橡膠管分別連接沼液出口和管道二。

使用時(shí)，沼氣和沼液分別在蠕動(dòng)泵一和蠕動(dòng)泵二的作用下抽入到盒體內(nèi)并與球狀藻菌共生體接觸，來同時(shí)凈化沼氣和沼液，以提高凈化效率；同時(shí)，通過設(shè)置蠕動(dòng)泵一和蠕動(dòng)泵二，使沼氣和沼液在盒體內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，這樣便可有效提高沼氣和沼液與藻菌共生體接觸的次數(shù)，來提高凈化效果。

通過設(shè)置盒體和凈化管均由透明材料制成，且盒體外還設(shè)有與其正對(duì)的光源，起到滅菌的作用，確保球狀藻菌共生體的純度，使提高凈化效果的目的穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)；其次，將光源放置在盒體外部，這樣可以避免光源工作時(shí)散發(fā)的熱量影響球狀藻菌共生體的工作，這樣便可進(jìn)一步強(qiáng)化提高凈化效果的目的。

在上述的用以同步凈化沼氣沼液的光生物反應(yīng)器中，所述的凈化單元至少有兩組并沿豎直方向均布；相鄰兩組凈化單元中，上下設(shè)置的兩根凈化管處于同一豎排上且位置錯(cuò)開；處于同一豎排上的若干凈化管中，上一級(jí)凈化管的出口與下一級(jí)凈化管的入口連通；沼氣入口與位于最上方的凈化單元中的凈化管的入口連通。

采用上述的結(jié)構(gòu)，既可以進(jìn)一步增加沼氣和沼液與藻菌共生體接觸的次數(shù)，來進(jìn)一步提高凈化效果，又可以提高本反應(yīng)器的面積利用率。

在上述的用以同步凈化沼氣沼液的光生物反應(yīng)器中，所述的盒體呈長(zhǎng)方體型，所述的光源有兩個(gè)且分別設(shè)于盒體的前、后兩側(cè)，所述的光源由日光燈提供。

在上述的用以同步凈化沼氣沼液的光生物反應(yīng)器中，所述的盒體的左、右兩側(cè)壁的厚度大于該盒體的前、后兩側(cè)壁的厚度。

采用上述的結(jié)構(gòu)，在確保盒體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，減少光線射入到盒體內(nèi)時(shí)所受到的阻礙，來確保本反應(yīng)器的工作穩(wěn)定性。

在上述的用以同步凈化沼氣沼液的光生物反應(yīng)器中，所述的盒體的左、右兩側(cè)壁的厚度均為15mm，盒體的前、后兩側(cè)壁的厚度均為5mm。

在上述的用以同步凈化沼氣沼液的光生物反應(yīng)器中，所述的盒體由耐高溫玻璃或耐高溫PC板制成，所述的凈化管由耐高溫PET材料制成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本用以同步凈化沼氣沼液的光生物反應(yīng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、使用時(shí)，沼氣和沼液分別在蠕動(dòng)泵一和蠕動(dòng)泵二的作用下抽入到盒體內(nèi)并與球狀藻菌共生體接觸，來同時(shí)凈化沼氣和沼液，以提高凈化效率；同時(shí)，通過設(shè)置蠕動(dòng)泵一和蠕動(dòng)泵二，使沼氣和沼液在盒體內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，這樣便可有效提高沼氣和沼液與藻菌共生體接觸的次數(shù)，來提高凈化效果。

2、通過設(shè)置盒體和凈化管均由透明材料制成，且盒體外還設(shè)有與其正對(duì)的光源，起到滅菌的作用，確保球狀藻菌共生體的純度，使提高凈化效果的目的穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)；其次，將光源放置在盒體外部，這樣可以避免光源工作時(shí)散發(fā)的熱量影響球狀藻菌共生體的工作，這樣便可進(jìn)一步強(qiáng)化提高凈化效果的目的。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中A處的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是盒體和凈化管的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、盒體；1a、沼液入口；1b、沼氣出口；1c、沼液出口；2、盒蓋；2a、沼氣入口；3、凈化管；4、蠕動(dòng)泵一；5、蠕動(dòng)泵二；6、管道一；7、橡膠管；8、管道二；9、光源。

具體實(shí)施方式

以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。

如圖1所示，本用以同步凈化沼氣沼液的光生物反應(yīng)器由盒體1、盒蓋2、凈化單元、蠕動(dòng)泵一4、蠕動(dòng)泵二5等組成。盒體1和盒蓋2均由透明材料制成，其中，盒體1由耐高溫玻璃或耐高溫PC板制成，凈化管3由耐高溫PET材料制成。

具體來說，盒體1呈長(zhǎng)方體型，且其頂部敞口。如圖3所示，盒體1的左、右兩側(cè)壁的厚度大于該盒體1的前、后兩側(cè)壁的厚度，且在實(shí)際產(chǎn)品中，盒體1的左、右兩側(cè)壁的厚度均為15mm，盒體1的前、后兩側(cè)壁的厚度均為5mm。

盒蓋2設(shè)于盒體1頂部，盒蓋2側(cè)壁的形狀與盒體1盒口處的內(nèi)壁相匹配，盒蓋2卡入到盒口內(nèi)并與盒體1相固定，此時(shí)，盒蓋2將盒體1的盒口封閉。

如圖1至圖3所示，凈化單元至少有兩組且沿豎直方向均布在盒體1內(nèi)。凈化單元包括用于放置球狀藻菌共生體的凈化管3，凈化管3呈直管狀并沿水平方向固設(shè)在盒體1內(nèi)。位于同一組凈化單元中的凈化管3有多根并分布在同一橫排上，且每根凈化管3均是一沿自身軸向?qū)Π肫书_的管件。在本實(shí)施例中，優(yōu)選凈化單元的數(shù)量為3組，凈化管3通過粘結(jié)的方式與盒體1固定。

進(jìn)一步說明，相鄰兩組凈化單元中，上下設(shè)置的兩根凈化管3處于同一豎排上且位置錯(cuò)開；處于同一豎排上的若干凈化管3中，上一級(jí)凈化管3的出口與下一級(jí)凈化管3的入口連通，以形成曲折的過流通道。

如圖1所示，盒體1的側(cè)壁上設(shè)有沼液入口1a，沼液入口1a的數(shù)量與一組凈化單元中的凈化管3的數(shù)量相同，沼氣入口2a的位置與位于最上方的凈化單元的凈化管3的位置一一對(duì)應(yīng)，且沼氣入口2a與對(duì)應(yīng)的凈化管3的入口連通。

盒蓋2頂部設(shè)有沼氣入口2a，盒體1的側(cè)部和底部分別設(shè)有沼氣出口1b和沼液入口1a，且凈化單元位于沼氣入口2a和沼氣出口1b之間。盒體1外設(shè)有使沼氣在沼氣入口2a和沼氣出口1b之間循環(huán)流動(dòng)的蠕動(dòng)泵一4以及使沼液在沼液入口1a和沼液出口1c之間循環(huán)流動(dòng)的蠕動(dòng)泵二5。具體來說，安裝時(shí)，沼氣入口2a通過管道一6與混合厭氧發(fā)酵池相連，蠕動(dòng)泵一4通過橡膠管7分別連接沼氣出口1b和管道一6；沼液入口1a通過管道二8與混合厭氧發(fā)酵池相連，蠕動(dòng)泵二5通過橡膠管7分別連接沼液出口1c和管道二8。

如圖1所示，盒體1外還設(shè)有與其正對(duì)的光源9。在本實(shí)施例中，光源9有兩個(gè)且分別設(shè)于盒體1的前、后兩側(cè)，光源9由日光燈提供。

本反應(yīng)器的具體操作流程如下：

1.在盒體1中安裝好凈化管3；

2.蓋上盒蓋2，用報(bào)紙進(jìn)行包裹后放入滅菌鍋中進(jìn)行滅菌；

3.在超凈臺(tái)內(nèi)先用滅菌之后的橡皮管將管道、蠕動(dòng)泵、沼液出口1c和沼氣出口1b連接好；

4.將培養(yǎng)好的球狀藻菌共生體均勻鋪在凈化管3上，然后蓋上盒蓋2保證其密封性后，接著通入沼氣；

5.直至沼氣充滿整個(gè)盒體1后再通入沼液，然后開始用蠕動(dòng)泵一4和蠕動(dòng)泵二5分別對(duì)沼氣和沼液進(jìn)行循環(huán)，在循環(huán)的過程中，需要控制沼液的流量與流速，沼液在凈化管3上的液體厚度不能超過藻菌球的直徑，以保證藻菌球可以對(duì)沼氣進(jìn)行充分的凈化；

6.在黑暗的環(huán)境下，控制好整體溫度，在盒體1的前后兩側(cè)安裝上日光燈，對(duì)其進(jìn)行照射，整個(gè)反應(yīng)體系開始進(jìn)行。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。