專利名稱：一種利用中藥藥渣制取沼氣的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用中藥藥渣制取沼氣的裝置，通過對中藥藥渣的預先處理，利用例如新鮮沼液等作為菌種，中溫厭氧發(fā)酵制沼氣。該裝置也可以用于對其他有機固體粉料進行發(fā)酵處理，例如對秸桿、糞便、各種有機垃圾等進行發(fā)酵預處理的中溫厭氧發(fā)酵處理。
背景技術：
近年來，中藥及其制劑的研究開發(fā)受到國內外各方面人士、團體、組織及國家政府的極大重視，研制出許多中藥新藥品種。與此同時，中藥新藥、新建藥廠或公司劇增，隨之產生大量的中藥藥渣，給生產廠家、社會、環(huán)境帶來急需解決的難題。中藥提取后藥渣排放和處理是中藥提取企業(yè)的棘手問題，每個中藥生產企業(yè)每天都要排出大量的藥渣。這些 藥渣如果簡單的堆放在外面，日積月累，堆積如山，漸漸地就會發(fā)酵霉爛，臭不可聞，污染環(huán)境，給周邊群眾的生產和生活造成危害。已往對藥渣的處理方法主要有填埋或焚燒等，近幾年隨著環(huán)境保護的加強和良好藥品生產規(guī)范意識的強化，要求企業(yè)對藥渣進行利用，爭取變廢為寶。現有技術中也公開了中藥廢渣的再利用方法。例如CN 1132732A公開了將各種生活垃圾、造紙廠排放的造紙黑液，以及各種有機廢液(如酒廠、制藥廠、食品廠排放的廢水)，雜草、樹葉為原料，按一定比例混合后，在好氧催化池中經好氧攪拌處理，再在厭氧催化劑的作用下，經厭氧催化池厭氧催化，轉化產生含8 O %C H 4的沼氣。CN 101391926A公開了由沼渣、中藥渣、麥草和/或稻草等栽培蘑菇的方法。CN 101544922A公開了秸桿、制藥廢渣、釀酒廢渣等利用光合菌、乳酸菌、酵母菌、沼氣菌進行發(fā)酵，然后干燥制備生物質燃料，但沒有用于生產沼氣。本實用新型是一種利用中藥廢渣制取沼氣的裝置，就為中藥廢渣的合理利用提供了技術支持。

實用新型內容本實用新型提供了一種利用中藥廢渣制取沼氣的裝置，它有效地將中藥廢渣進行利用，開辟了一條嶄新的中藥廢渣處理途徑。預處理后的中藥廢渣發(fā)酵速度和產氣速度快，初始產氣縮短至2 3天，產氣平穩(wěn)。本實用新型的利用中藥廢渣制取沼氣的裝置包括用于攪拌中藥藥渣的攪拌池，經由上料泵和管道與攪拌池連接的沼氣發(fā)酵罐，優(yōu)選，該管道的另一端連接到沼氣發(fā)酵罐的頂部，經由管道和泵與沼氣發(fā)酵罐的底部連接的、用于將發(fā)酵后的廢液進行固液分離的過濾設備(例如螺旋式分離機或壓濾機)，優(yōu)選，該過濾設備的液體(即濾液)輸出端經由管道連接到攪拌池的上方，[0010]經由管道與沼氣發(fā)酵罐的頂部連接的、用于對產生的沼氣進行初步凈化的氣液分離罐，優(yōu)選，該管道的另一端連接到氣液分離罐的底部，經由管道與氣液分離罐的頂部連接的脫硫塔，優(yōu)選，該管道的另一端連接到脫硫塔的頂部，以及經由管道與脫硫塔的頂部連接的沼氣儲氣罐。在優(yōu)選的實施方式中，本實用新型的裝置進一步包括設置在發(fā)酵罐外用于對發(fā)酵原料進行液力攪拌的渣漿泵。一般，渣漿泵的輸入端和輸出端分別經由管道連接到發(fā)酵罐的下方和上方。利用本實用新型的裝置制取沼氣的過程如下將粉碎后預處理好的中藥廢渣投入攪拌池，向攪拌池中的藥渣加入沼液并加入適量水，攪拌均勻后通過上料泵將作為發(fā)酵原料的中藥廢渣送入發(fā)酵罐的進料分布器，發(fā)酵原料經進料分布器均勻加入到發(fā)酵罐中，發(fā) 酵后產生的沼氣由發(fā)酵罐頂部引出，經氣液分離罐(或類似的水洗罐或滌氣罐)、脫硫罐凈化后送入沼氣儲氣罐，然后送往用戶。在本實用新型中的氣液分離罐(也稱作滌氣罐或洗氣罐)和脫硫罐可以使用在現有技術中常用的氣液分離罐和脫硫罐，參見中國實用新型200920108286. X，200320124023. 0，和201020198926. 3。優(yōu)選，在氣液分離罐中有脫水的填料床層。優(yōu)選，在脫硫罐中有脫硫的填料(例如鐵氧化物和活性炭的復合填料)床層。其中，中藥廢渣例如來自中藥廠煎藥后產生的廢渣，為煎煮過的中藥材料，例如包括、但不限于黃苗、黃岑、黃柏、葛根、山藥、杜仲、當歸、黨參、地黃、丹皮、憲活、獨活、赤茍、大黃、厚樸、木香、丹參、半夏、續(xù)斷、肉蓯蓉、鎖陽、補骨脂、天麻、麻黃根、山茱萸、巴戟天、桑白皮、枇杷葉、川貝、浙貝、瓜萎等的一種或兩種或多種。利用本實用新型的裝置制取沼氣的詳細過程說明如下(A)浸潤將中藥干廢渣(含水量低于5wt%)或濕廢渣(含水量從高于5wt%至40wt%，更一般6wt%-15wt%)破碎，然后(例如在投入到預處理池中之后)添加水進行浸潤；(B)用菌劑接種和調節(jié)碳氮比在浸潤后的藥渣中加入接種物發(fā)酵菌劑，并將尿素或污泥(例如來自城市下水道的污泥)等或尿素與污泥的混合物作為氮源加入其中以便將發(fā)酵物料的碳氮比(質量比)調整為5 200:1，優(yōu)選1(Γ50:1，更優(yōu)選約25 40:1，進一步優(yōu)選約30:1 ;這里任選地，在調整碳氮比之后排掉一部分的液體或不排掉一部分的液體。(C)預發(fā)酵將藥渣攪拌收堆后在避氧條件下(例如通過用塑料布等覆蓋)發(fā)酵一段時間，例如2飛天，優(yōu)選約2 3天，從而獲得發(fā)酵預處理過的中藥廢渣；(D)添加沼液進行發(fā)酵將發(fā)酵預處理過的中藥廢渣加入到攪拌池中，并在攪拌池中加入沼液(新鮮沼液，即取自正常產氣I個月以上沼氣池的新鮮沼液，或回用沼液，即取自本循環(huán)操作中的沼液或來自過濾步驟(E)的沼液，該回用沼液也稱作酸化發(fā)酵的添加沼液)和水，攪拌均勻，發(fā)酵原料送入沼氣發(fā)酵罐，在密封條件下產生粗沼氣，粗沼氣從發(fā)酵罐中連續(xù)引出或以非連續(xù)方式引出。(E)固液分尚發(fā)酵后的沼液從發(fā)酵罐的底部排出，進行固液分尚(例如用固液分離的過濾設備，如螺旋式分離機或壓濾機)，其中分離所得(或過濾所得)的沼液用作回用沼液(例如用于步驟(D)中)或用作步驟(D)中酸化發(fā)酵的添加沼液(例如用于步驟(D)中)當中的一部分或全部，所得沼渣(或過濾所得沼渣)被回收。優(yōu)選，所得沼渣被集中處理后作為有機肥。(F)沼氣提純粗沼氣被引入提純設備中進行提純，以制備優(yōu)質或提純的沼氣。在上述第一個實施方案的進一步更優(yōu)選的實施方式中，以上步驟(F)包括在氣液分離器(或洗氣塔)中的氣液分離(或洗氣)階段和在脫硫塔中的脫硫階段(即脫除硫化氫或其它含硫的化合物等)。在本申請中，“中藥干廢渣”或“干廢渣”與“干藥渣”可互換使用，以及“中藥濕廢渣”或“濕廢渣”與“濕藥渣”可互換使用。本實用新型中的中藥廢渣例如來自中藥廠煎藥后產生的廢渣，為煎煮過的中藥材料，例如包括、但不限于黃苗、黃岑、黃柏、葛根、山藥、杜仲、當歸、黨參、地黃、丹皮、憲活、獨活、赤芍、大黃、厚樸、木香、丹參、半夏、續(xù)斷、肉蓯蓉、鎖陽、補骨脂、天麻、麻黃根、山茱萸、 巴戟天、桑白皮、枇杷葉、川貝、浙貝、瓜萎等的一種或兩種或多種。在步驟(A)中，優(yōu)選的是，先將中藥干廢渣或濕廢渣破碎，例如破碎至5 20mm、優(yōu)選約8-10mm的平均長度,然后添加水后浸潤(一般5 48小時,優(yōu)選10 — 30小時,更優(yōu)選約24小時);為潤濕目的，水的添加量是基于中藥干廢渣或濕廢渣重量的50-120%，優(yōu)選55-100%,更優(yōu)選 60-90wt%。在步驟(B)中，接種物發(fā)酵菌劑可以是常規(guī)的混合菌劑或目前用于秸桿等發(fā)酵的任何菌劑，優(yōu)選是用于秸桿等發(fā)酵的市售復合菌劑。在步驟B)中接種物菌劑優(yōu)選是混合菌劑(活菌含量一般為IO9個一 IO12個/ml或IOltl個一 IO11個/ml)，例如含有光合菌、乳酸菌、酵母菌、沼氣菌中的一種或任何兩種或三種，或全部四種菌的一種菌劑(活菌含量一般為101°個一 IO12個/ml)，和優(yōu)選是公開于CN101864362A中的復合微生物菌劑。該菌劑的添加量(體積)例如是總混合物的重量的O. 01-5%(volM)(升/公斤)和優(yōu)選O. 1-4%和更優(yōu)選1-3%。另外，菌劑(例如酵母菌)也能夠以固體形式的培養(yǎng)物添加，添加量是發(fā)酵領域中的常規(guī)用量。在步驟(C)中，優(yōu)選的是，藥渣攪拌收堆后用塑料布覆蓋，優(yōu)選地做到盡量隔絕空氣，發(fā)酵2 5天,例如2天或3天或4天。在步驟(D)中，優(yōu)選的是，將發(fā)酵預處理后的中藥廢渣加入攪拌池，加入沼液，沼液加入量約為中藥藥渣干物質的f 10質量％(優(yōu)選2 8質量％，例如約5質量％)，然后加熱水(例如35 60°C或38 55°C的熱水，例如50或51°C )調節(jié)中藥藥渣干物質含量在5 15質量％(優(yōu)選約8% 12質量％)左右，并加入約為中藥藥渣干物質的1-5質量％(例如I. 5-3質量％)的CaO飽和澄清液，調整料液pH值在6. 5^7. 5左右，優(yōu)選約7. O左右，然后該拌勻后的發(fā)酵原料，優(yōu)選在33°C 38°C之間的進料溫度下，被送入沼氣發(fā)酵罐中。優(yōu)選的是，拌勻后的發(fā)酵原料通過上料泵送入沼氣發(fā)酵罐生產沼氣，進料位置在沼氣發(fā)酵罐頂部。優(yōu)選的是，沼氣發(fā)酵罐頂部設多個進料口，和/或在沼氣發(fā)酵罐外部設有渣漿泵對發(fā)酵原料進行液力攪拌。發(fā)酵后的沼液自沼氣發(fā)酵罐中下部排出，用固液分離的過濾設備(例如螺旋式分離機或壓濾機)進行固液分離，沼液用作步驟(D)中酸化發(fā)酵的添加液(或回用沼液)，沼渣集中處理后作為有機肥。產生的沼氣由沼氣發(fā)酵罐頂部引出，進入提純階段中進行氣液分離(或洗氣)和脫硫的凈化過程和任選的干燥過程，然后貯存或外送。凈化后的沼氣中酸性氣體或硫化氫的含量低于O. 15mg/m3,優(yōu)選低于O. 10mg/m3,更優(yōu)選低于O. 05mg/m3。特別優(yōu)選低于50ppm或甚至低于30ppm或低于lOppm。本實用新型可以在脫硫凈化和干燥后根據氣量設置儲氣柜，方便沼氣的儲存和供氣調節(jié)。本實用新型具有如下積極效果I、解決藥廠藥渣處理難的問題。改變中藥藥渣一般由生產單位運出廠區(qū)，采取堆放、填埋、焚燒的處理方式。2、廢物再利用，變廢為寶。3、保護環(huán)境，促進中藥企業(yè)和諧發(fā)展。傳統(tǒng)的處理方法中藥渣多堆放在田野、山區(qū)、邊遠地帶處，因雨水沖淋，造成堆放處周圍環(huán)境污染，尤其對水質的影響更為嚴重。
4、有利于緩解當前能源緊張的局面。本實用新型可以將難處理的藥渣廢棄物用來生產新能源沼氣，有利于緩解當前國內能源緊張的局面。5、經過預發(fā)酵處理的中藥藥渣發(fā)酵速度和產氣速度快，初始產氣時間縮短為2天或3天左右，適用范圍廣，能夠使用中藥行業(yè)的絕大部分藥渣作為沼氣發(fā)酵的原料，同時，在不使用任何禽、畜糞便作為菌種的條件下也能全部使用中藥藥渣產生沼氣，使用范圍廣。

圖I是本實用新型的利用中藥廢渣制取沼氣的裝置的配置圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步描述。如圖I所示，本實用新型裝置包括用來攪拌藥渣的攪拌池I、將發(fā)酵原料送入發(fā)酵罐的上料泵2、沼氣發(fā)酵罐3、設置在發(fā)酵罐外用于對發(fā)酵原料進行液力攪拌的渣漿泵4、用來將發(fā)酵后的廢液(即發(fā)酵后的沼液)進行固液分離的壓濾機5、對產生的沼氣進行初步凈化的氣液分離罐6、對沼氣進行脫硫的脫硫塔7以及沼氣儲氣罐8 ;攪拌池中設置攪拌器，對藥渣進行攪拌。將I噸來自中藥廠的中藥干藥渣(含水量一般低于5wt%)或濕廢渣(一般含水是高于5wt%到40wt%,更一般6-15wt%),粉碎至8 IOmm的平均長度,投入到預處理池(附圖中未示出)中，然后加入O. 5-1. 2噸(例如O. 6噸)的水浸潤10 — 30小時(例如24小時)，然后在浸潤后的藥渣中投入O. Ikg量的混合菌劑(購自農資市場，產地湖北，產品名混合菌劑)，加入IOkg尿素或30kg污泥(來自城市下水道的污泥)的調整碳氮比(質量比)，藥渣攪拌收堆后用塑料布覆蓋，發(fā)酵2-5天(例如3天或4天)，將發(fā)酵預處理好的中藥廢渣加入到攪拌池I中，并向攪拌池中的藥渣加入新鮮沼液(例如50kg)或全部回用沼液并加入適量的約50°C的水，調節(jié)固體物質含量在8 12重量％左右，加入約IOkg的CaO澄清液，調節(jié)料液PH值在7. O左右，攪拌均勻后通過上料泵2將作為發(fā)酵原料的中藥廢渣送入沼氣發(fā)酵罐3的進料分布器，發(fā)酵原料經進料分布器均勻加入發(fā)酵罐3，密封3 5天，即產大量沼氣，初始產氣時間縮短為3天。發(fā)酵后產生的廢液(即發(fā)酵后的沼液)從發(fā)酵罐3的底部流出，被泵引入壓濾機5中，進行固液分離，從發(fā)酵罐3的頂部引出的粗沼氣被輸送到氣液分離罐(或水洗罐)6、脫硫罐7中進行凈化，然后送入沼氣儲氣罐8，經檢測沼氣中甲烷含量達到55% (體積分數)以上。該凈化后的沼氣任選地在附加的干燥塔中進行干燥之后被送入貯存罐或被送往用戶。上面所述的實施例僅是對本實用新型優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的構思和范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計思想的前提下，本領域中普通工程技術
人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種利用中藥廢渣制取沼氣的裝置，其特征在于包括 用于攪拌中藥藥渣的攪拌池， 經由上料泵和管道與攪拌池連接的沼氣發(fā)酵罐， 經由管道和泵與沼氣發(fā)酵罐的底部連接的、用于將發(fā)酵后的廢液進行固液分離的過濾設備， 經由管道與沼氣發(fā)酵罐的頂部連接的、用于對產生的沼氣進行初步凈化的氣液分離罐， 經由管道與氣液分離罐的頂部連接的脫硫塔，以及 經由管道與脫硫塔的頂部連接的沼氣儲氣罐。
2.根據權利要求I所述的利用中藥廢渣制取沼氣的裝置，其特征在于，進一步包括設置在發(fā)酵罐外用于對發(fā)酵原料進行液力攪拌的渣漿泵。
3.根據權利要求2所述的利用中藥廢渣制取沼氣的裝置，其特征在于，沼氣發(fā)酵罐的進料位置在其頂部。
4.根據權利要求廣3的任一項所述的利用中藥廢渣制取沼氣的裝置，其特征在于，沼氣發(fā)酵罐頂部設多個進料口。
專利摘要一種利用中藥藥渣制取優(yōu)質沼氣的裝置，其包括用于攪拌中藥藥渣的攪拌池，經由上料泵與攪拌池連接的沼氣發(fā)酵罐，經由管道和泵與沼氣發(fā)酵罐的底部連接的、用于將發(fā)酵后的廢液進行固液分離的過濾設備，經由管道與沼氣發(fā)酵罐的頂部連接的、用于對產生的沼氣進行初步凈化的氣液分離罐，經由管道與氣液分離罐的頂部連接的脫硫塔，以及經由管道與脫硫塔的頂部連接的沼氣儲氣罐。本實用新型裝置將中藥廢渣進行有效利用，變廢為寶，克服了以往中藥藥渣難處理，無處堆放和環(huán)境污染的難題。
文檔編號C12M1/107GK202595133SQ2012202082
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權日2012年5月10日
發(fā)明者辛軍, 韓海波, 梁欣 申請人:新地能源工程技術有限公司