專利名稱：二室生物發(fā)酵反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于固體廢物資源化利用領(lǐng)域，具體地涉及一種能夠減少 垃圾生物發(fā)酵處理中二次污染的封閉式二室堆肥反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
好氧堆肥法作為一種生活垃圾資源化處理的有效方法，它的作用機(jī)理 的探索與工藝參數(shù)的優(yōu)化一直是研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。而使用設(shè)計(jì)科學(xué)、合 理的堆肥反應(yīng)器不但可以為堆肥科學(xué)研究創(chuàng)造有利條件，同時(shí)也是保障堆 肥實(shí)際生產(chǎn)順利進(jìn)行的重要手段。因此，針對(duì)生活垃圾資源化處理的堆肥 反應(yīng)器設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)是十分必要的。
目前，用于生產(chǎn)及科研試驗(yàn)的堆肥反應(yīng)器研究成果較多，而且在縮短 堆肥周期、提高堆肥質(zhì)量、降低堆肥成本等方面上都取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。但 是，隨著近年來(lái)數(shù)學(xué)、分子生物學(xué)、光譜學(xué)、模型模擬等的先進(jìn)方法與手 段在堆肥發(fā)酵機(jī)理研究等方面的應(yīng)用，使得堆肥相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究取得 了更深的進(jìn)展與實(shí)質(zhì)性成果。例如，三階段溫度控制堆肥接種技術(shù)、堆肥 過(guò)程中溫度、濕度、氧氣濃度的空間變異規(guī)律、熒光掃描等對(duì)堆肥有機(jī)質(zhì)、 水溶性有機(jī)物、重金屬遷移等動(dòng)態(tài)變化的檢測(cè)與分析、堆肥的自動(dòng)化技術(shù) 及模型模擬軟件的應(yīng)用，這些研究在對(duì)給堆肥反應(yīng)器設(shè)計(jì)提供更多、更廣 的思路與理論依據(jù)的同時(shí)，也提出了更新、更高的要求，這也將推動(dòng)反應(yīng) 器各個(gè)方面設(shè)計(jì)的革新。例如，提高通風(fēng)供氧效率、加強(qiáng)堆肥溫度、濕度 的自動(dòng)化控制、堆肥產(chǎn)生熱能利用等，尤其在堆肥惡臭氣體及滲濾液排放 帶來(lái)的二次污染問(wèn)題上也應(yīng)提出有效措施加以解決。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，以求在堆肥技 術(shù)、理論發(fā)展的基礎(chǔ)上，對(duì)堆肥反應(yīng)器關(guān)鍵部位進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以解決堆 肥試驗(yàn)、生產(chǎn)中出現(xiàn)的還有待完善的問(wèn)題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其包括 一反應(yīng)器主體，其內(nèi)部分為二個(gè)空間，通過(guò)支架固定在反應(yīng)器底座上； 該反應(yīng)器頂部固定有頂蓋，頂蓋下方位于二個(gè)空間的上部各設(shè)有發(fā)酵
倉(cāng)密閉篩；
該反應(yīng)器二個(gè)空間的下部各固定有進(jìn)氣篩板，發(fā)酵倉(cāng)密封篩與進(jìn)氣篩 板之間共構(gòu)成二個(gè)發(fā)酵倉(cāng)，其中一個(gè)為一次發(fā)酵倉(cāng)， 一個(gè)為二次發(fā)酵倉(cāng)； 各進(jìn)氣篩板下方各連接一氣體緩沖室；
各氣體緩沖室開(kāi)設(shè)有進(jìn)氣口，該進(jìn)氣口共同連接一空氣壓縮機(jī)； 各氣體緩沖室底部開(kāi)設(shè)一滲透濾液出口 ，該出口共同連接一滲濾液收 集桶；
一滲濾液回噴管道，該管道的一端插設(shè)于滲濾液收集桶，另一端連接 于二次發(fā)酵倉(cāng)頂蓋的二次發(fā)酵倉(cāng)三通出氣管；該二次發(fā)酵倉(cāng)三通出氣管的 第一端與發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)的滲濾液噴頭連接，第二端與外部環(huán)境相通，第三端與 滲濾液回噴管道連接；
一次發(fā)酵倉(cāng)的頂蓋設(shè)有一次發(fā)酵倉(cāng)三通出氣管，其中一次發(fā)酵倉(cāng)三通 出氣管的第一端連通一次發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)，第二端與外部環(huán)境相通，第三端通過(guò) 一惡臭氣體導(dǎo)氣管連接二次發(fā)酵倉(cāng)的氣體緩沖室進(jìn)氣口 。
所述的二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其中反應(yīng)器主體外附著封閉式保溫層， 內(nèi)部設(shè)有溫度傳感器。
所述的二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其中傳感器為探針狀，由導(dǎo)線連接中央 控制面板。
所述的二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其中發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)壁為粗糙狀，且內(nèi)壁上設(shè) 有數(shù)圈凸起的阻風(fēng)圈。
所述的二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其中發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)壁上的阻風(fēng)圈其凸起高度 為5mm。
所述的二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其中空氣篩板的篩孔直徑為0.5mm。 所述的二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其中氣體緩沖室底部向滲透濾液出口處 傾斜。
所述的二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其中氣體緩沖室底部?jī)A斜角度為20度，
所述的二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其中進(jìn)氣口與空氣壓縮機(jī)之間設(shè)有熱交 換機(jī)組。
所述的二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其中滲濾液回噴管道連接一滲濾液泵。 由本實(shí)用新型的實(shí)施，在保證堆肥質(zhì)量的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)提高堆肥通
風(fēng)供氧效率，減少熱量損失，改善堆體加熱功能及解決堆肥過(guò)程中滲濾液
及惡臭氣體排放帶來(lái)的二次污染問(wèn)題等目的。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合圖l對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。
本實(shí)用新型的二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其具體結(jié)構(gòu)如圖l所示，其反應(yīng) 器主體的內(nèi)部分為二個(gè)空間，該二個(gè)空間即是后述的一次發(fā)酵倉(cāng)A和二次 發(fā)酵倉(cāng)B。
該反應(yīng)器的頂部設(shè)有頂蓋l，并通過(guò)法蘭2使其固定于該反應(yīng)器頂部，
頂蓋1下方，于反應(yīng)器主體的二個(gè)空間內(nèi)各設(shè)置有發(fā)酵倉(cāng)密閉篩3，該發(fā)酵 倉(cāng)密封篩3置于反應(yīng)器內(nèi)部空間上部?jī)?nèi)縮進(jìn)50mm處，通過(guò)橡膠圈的密封作 用使反應(yīng)器內(nèi)部空間密閉。反應(yīng)器空間的下部設(shè)置有進(jìn)氣篩板7，由發(fā)酵 倉(cāng)密封篩3與進(jìn)氣篩板7之間構(gòu)成發(fā)酵倉(cāng)。 一次和二次發(fā)酵倉(cāng)A、 B的結(jié)構(gòu) 基本相同，均為圓柱型，內(nèi)壁粗糙，且裝有溫度傳感器4，通過(guò)支架及四 周的保溫層5固定在反應(yīng)器底座6上，可活動(dòng)，便于進(jìn)料、出料。發(fā)酵倉(cāng)底 部設(shè)置的進(jìn)氣篩板7，其篩孔為0.5mm，篩板底面直徑小于發(fā)酵倉(cāng)底面直徑 60mm，通過(guò)法蘭固定在發(fā)酵倉(cāng)底座上，以便拆洗、更換。進(jìn)氣篩板7下方 與氣體緩沖室C相連，氣體緩沖室C內(nèi)也設(shè)有與進(jìn)氣篩板7相同的篩板7'， 該篩板7'距發(fā)酵倉(cāng)底100mm，該篩板7，下方的反應(yīng)器主體的側(cè)壁上開(kāi)設(shè) 有進(jìn)氣口。進(jìn)氣口通過(guò)氣體管道與空氣壓縮機(jī)9連通，分別在一次、二次 發(fā)酵倉(cāng)進(jìn)氣管道上設(shè)有閥門10和氣體流量計(jì)11，以便控制和測(cè)定?？諝鈮?縮機(jī)9輸出氣體先經(jīng)過(guò)熱交換機(jī)組12再進(jìn)入發(fā)酵倉(cāng)，這樣可以在需要時(shí)， 通過(guò)調(diào)節(jié)熱交換機(jī)組的功率來(lái)改變進(jìn)氣溫度，以滿足不同生產(chǎn)及試驗(yàn)處理 的需要。
氣體緩沖室底部呈傾斜狀，與篩板7'成20度夾角，便于滲濾液回收。 氣體緩沖室底部?jī)A斜端口處設(shè)有滲濾液收集管道與收集桶8相連，使堆肥 過(guò)程中產(chǎn)生的滲濾液可以得到收集、保存，以便回灌利用或試驗(yàn)分析。
生物發(fā)酵反應(yīng)器設(shè)有滲濾液回噴管道13，管道一端位于滲濾液收集桶 8底部， 一端連于二次發(fā)酵倉(cāng)頂蓋的滲濾液噴頭14，通過(guò)滲濾液泵15可將 收集的滲濾液回灌于二次發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)，用于二次發(fā)酵補(bǔ)水。 一次發(fā)酵倉(cāng)頂蓋 中心處裝有出氣管16，該出氣管16設(shè)計(jì)為三通， 一端通于一次發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)， 用于一次發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)氣體的導(dǎo)出， 一端連接惡臭氣體導(dǎo)氣管17，通過(guò)閥門控 制，直接接入二次發(fā)酵倉(cāng)的氣體緩沖室進(jìn)氣口，最后一端由閥門控制與外 部環(huán)境相通。通過(guò)閥門的開(kāi)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的惡臭氣體氣路 的控制， 一次發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)產(chǎn)生的惡臭氣體可以通入二次發(fā)酵倉(cāng)進(jìn)行生物處 理，也可以直接排出。二次發(fā)酵倉(cāng)頂端出氣管16也為三通設(shè)計(jì)， 一端通于 發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)與滲濾液噴頭14連接， 一端通出倉(cāng)體由閥門控制，最后一端與滲 濾液回噴管道13連接，由閥門控制，在需要時(shí)滲濾液可通過(guò)管道輸送，從 噴頭均勻噴入二次發(fā)酵倉(cāng)。在一次、二次發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)安裝有溫度傳感器4， 它與滲濾液泵15、空氣壓縮機(jī)9、熱交換機(jī)組12都同中央控制面板相連并 受其控制，以便對(duì)堆肥生產(chǎn)及試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，它們的工作參數(shù)通過(guò)面板上 的液晶顯示屏讀取。
本實(shí)用新型的主要特點(diǎn)如下
1) 二室設(shè)計(jì)
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)為兩室，使得一次、二次發(fā)酵可以同時(shí)進(jìn)行。在生產(chǎn) 及試驗(yàn)需要時(shí)，也可以同時(shí)進(jìn)行一次發(fā)酵，并且通過(guò)反應(yīng)器可以對(duì)兩室堆 肥條件分別加以控制，以滿足各種處理的要求。反應(yīng)器內(nèi)室可活動(dòng)，便于 物料的進(jìn)出。反應(yīng)器外部覆蓋密閉保溫層，可有效減少外界環(huán)境對(duì)堆肥發(fā) 酵的影響并防止熱量損失。這對(duì)堆肥實(shí)際生產(chǎn)尤其是堆肥試驗(yàn)的科學(xué)性、 嚴(yán)謹(jǐn)性、重復(fù)性有十分重要的意義。
2) —次發(fā)酵廢氣處理
垃圾一次發(fā)酵產(chǎn)生大量惡臭氣體，是堆肥生產(chǎn)過(guò)程中二次污染的主要 因素之一。本實(shí)用新型的反應(yīng)器設(shè)計(jì)為密閉式，惡臭氣體從一次發(fā)酵內(nèi)室
頂部出氣口進(jìn)入惡臭氣體導(dǎo)氣管路，經(jīng)氣體緩沖室的兩層空氣篩板，從二 次發(fā)酵倉(cāng)底部通入，通過(guò)二次發(fā)酵后腐熟堆體的充分吸收、過(guò)濾后再排出， 可達(dá)到去除惡臭氣體減少空氣污染的目的，從而改善堆肥工作環(huán)境。
3) 滲濾液回用
滲濾液是造成堆肥二次污染的另一主要因素，本實(shí)用新型，可將堆肥 過(guò)程中產(chǎn)生的滲濾液引入滲濾液收集桶，再由泵回灌于二次發(fā)酵堆肥，滲 濾液由二次發(fā)酵頂部噴頭均勻噴出，用于二次發(fā)酵補(bǔ)水，并實(shí)現(xiàn)滲濾液零 排放，從而解決堆肥二次污染問(wèn)題。
4) 空氣加熱系統(tǒng)
通常倉(cāng)式堆肥裝置加熱方式為內(nèi)熱式、外壁加熱，缺點(diǎn)是局部升溫過(guò) 快，熱量傳遞不均勻，效率低，往往出現(xiàn)加熱器周圍溫度過(guò)高，而其它位 置溫度變化不大的現(xiàn)象。本設(shè)計(jì)采用通熱空氣的方式加熱，空氣壓縮機(jī)輸 出氣體先經(jīng)過(guò)熱交換機(jī)組，再進(jìn)入發(fā)酵倉(cāng)，在需要時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)熱交換機(jī) 組的功率來(lái)改變進(jìn)氣溫度，通過(guò)氣流均勻的加熱堆體，提高熱效率，克服 以往堆體加熱裝置設(shè)計(jì)的不足。
5) 防止通風(fēng)損失的內(nèi)壁及倉(cāng)底設(shè)計(jì)
試驗(yàn)證明，發(fā)酵倉(cāng)側(cè)壁與堆料相連處易形成氣流通道，通道會(huì)增大氣 體流失并造成氣流的不均勻，使側(cè)壁附近堆料濕度、溫度快速下降，這又 使更多的氣體流經(jīng)該區(qū)域，如此形成惡性循環(huán)，對(duì)堆體發(fā)酵的通風(fēng)供氧不 利。本實(shí)用新型為解決此問(wèn)題，在設(shè)計(jì)的時(shí)候注意使微孔布?xì)獍逯睆铰孕?于底面直徑，防止氣體直接流失，同時(shí)增加內(nèi)壁表面粗糙程度，而且每間 距10cm設(shè)有一圈凸起的阻風(fēng)圈，以減少堆料與倉(cāng)壁的空隙，從而降低發(fā)酵 倉(cāng)側(cè)壁與堆料相連處氣流通道產(chǎn)生的可能性，避免氣體流失，達(dá)到對(duì)堆肥 供氧均勻的目的。
6) 雙空氣篩板設(shè)計(jì)
反應(yīng)器發(fā)酵倉(cāng)底的氣體緩沖室內(nèi)，安裝上下兩層進(jìn)氣篩板，篩孔直徑 為0.5mm，氣體經(jīng)兩次過(guò)篩后，形成均勻、穩(wěn)定的氣流后再通入堆肥，可 以解決壓縮機(jī)造成的通風(fēng)強(qiáng)弱不均且局部沖擊力大的缺點(diǎn)。進(jìn)氣篩板通過(guò)
法蘭與內(nèi)室底邊相固定，可拆卸，便于清洗、更換。
權(quán)利要求1、一種二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其特征在于一反應(yīng)器主體，其內(nèi)部分為二個(gè)空間，通過(guò)支架固定在反應(yīng)器底座上；該反應(yīng)器頂部固定有頂蓋，頂蓋下方位于二個(gè)空間的上部各設(shè)有發(fā)酵倉(cāng)密閉篩；該反應(yīng)器二個(gè)空間的下部各固定有進(jìn)氣篩板，發(fā)酵倉(cāng)密封篩與進(jìn)氣篩板之間共構(gòu)成二個(gè)發(fā)酵倉(cāng)，其中一個(gè)為一次發(fā)酵倉(cāng)，一個(gè)為二次發(fā)酵倉(cāng)；各進(jìn)氣篩板下方各連接一氣體緩沖室；各氣體緩沖室開(kāi)設(shè)有進(jìn)氣口，該進(jìn)氣口共同連接-空氣壓縮機(jī)；各氣體緩沖室底部開(kāi)設(shè)一滲透濾液出口，該出口共同連接一滲濾液收集桶；一滲濾液回噴管道，該管道的一端插設(shè)于滲濾液收集桶，另一端連接于二次發(fā)酵倉(cāng)頂蓋的二次發(fā)酵倉(cāng)三通出氣管；該二次發(fā)酵倉(cāng)三通出氣管的第一端與發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)的滲濾液噴頭連接，第二端與外部環(huán)境相通，第三端與滲濾液回噴管道連接；一次發(fā)酵倉(cāng)的頂蓋設(shè)有一次發(fā)酵倉(cāng)三通出氣管，其中一次發(fā)酵倉(cāng)三通出氣管的第一端連通一次發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)，第二端與外部環(huán)境相通，第三端通過(guò)一惡臭氣體導(dǎo)氣管連接二次發(fā)酵倉(cāng)的氣體緩沖室進(jìn)氣口。
2、 如權(quán)利要求1所述的二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器 主體外附著封閉式保溫層，內(nèi)部設(shè)有溫度傳感器。
3、 如權(quán)利要求2所述的二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其特征在于傳感器 為探針狀，導(dǎo)線連接中央控制面板。
4、 如權(quán)利要求1所述的二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其特征在于發(fā)酵倉(cāng) 內(nèi)壁為粗糙狀，且內(nèi)壁上設(shè)有數(shù)圈凸起的阻風(fēng)圈。
5、 如權(quán)利要求1所述的二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其特征在于發(fā)酵倉(cāng) 內(nèi)壁上的阻風(fēng)圈其凸起高度為5mm。
6、 如權(quán)利要求1所述的二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其特征在于空氣篩 板的篩孔直徑為0.5mm。
7、 如權(quán)利要求1所述的二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其特征在于氣體緩 沖室底部向滲透濾液出口處傾斜。
8、 如權(quán)利要求7所述的二室生: 沖室底部?jī)A斜角度為20度，
9、 如權(quán)利要求1所述的二室生: 與空氣壓縮機(jī)之間設(shè)有熱交換機(jī)組。
10、 如權(quán)利要求1所述的二室生 回噴管道連接一滲濾液泵。發(fā)酵反應(yīng)器，其特征在于氣體緩 發(fā)酵反應(yīng)器，其特征在于進(jìn)氣口 l發(fā)酵反應(yīng)器，其特征在于滲濾液
專利摘要一種二室生物發(fā)酵反應(yīng)器，其反應(yīng)器主體內(nèi)部為二個(gè)空間，固定在反應(yīng)器底座上；該反應(yīng)器頂部固定有頂蓋，頂蓋下方位于二個(gè)空間的上部各設(shè)有發(fā)酵倉(cāng)密閉篩，下部各固定有進(jìn)氣篩板，構(gòu)成二個(gè)發(fā)酵倉(cāng)；各進(jìn)氣篩板下方為氣體緩沖室；各氣體緩沖室的進(jìn)氣口連接一空氣壓縮機(jī)；各氣體緩沖室底部的滲透濾液出口連接滲濾液收集桶；滲濾液回噴管道的一端插設(shè)于滲濾液收集桶，另一端連接于二次發(fā)酵倉(cāng)頂蓋的三通出氣管；該三通出氣管的另二端分別與發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)的滲濾液噴頭和外部環(huán)境相通；一次發(fā)酵倉(cāng)的頂蓋設(shè)有三通出氣管，其中第一端連通一次發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)，第二端與外部環(huán)境相通，第三端通過(guò)一惡臭氣體導(dǎo)氣管連接二次發(fā)酵倉(cāng)的氣體緩沖室進(jìn)氣口。
文檔編號(hào)C05F17/02GK201071344SQ2007201288
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者姜永海, 席北斗, 李鳴曉, 魏自民 申請(qǐng)人:中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院