一體式有機(jī)生活垃圾干法厭氧發(fā)酵裝置及其方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)的一體式有機(jī)生活垃圾干法厭氧發(fā)酵裝置包括第1反應(yīng)區(qū)、第2反應(yīng)區(qū)、沼液循環(huán)回流管和垂直沼液排放管；第1反應(yīng)區(qū)和第2反應(yīng)區(qū)通過(guò)具有分隔不同反應(yīng)區(qū)氣體的酸解液出口進(jìn)行連接。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)不同反應(yīng)區(qū)之間發(fā)酵氣體的分別收集，促進(jìn)水解酸液與固相物料的分離，通過(guò)設(shè)置沼液循環(huán)回流裝置，使酸解液通過(guò)沼液循環(huán)管和布水裝置進(jìn)行內(nèi)循環(huán)形成的回流翻滾，避免了生物污泥的沉淀蓄積。本發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)了厭氧分相發(fā)酵，固液氣三相分離，同時(shí)保持較高的發(fā)酵微生物濃度及活性，使整個(gè)發(fā)酵系統(tǒng)更為穩(wěn)定，效能更高。整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，功能區(qū)劃分明。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一體式有機(jī)生活垃圾干法厭氧發(fā)酵裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有機(jī)生活垃圾處理裝置及其處理方法，具體說(shuō)是一種一體式有機(jī) 生活垃圾干法厭氧發(fā)酵裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)城市生活垃圾產(chǎn)生量不斷增長(zhǎng)，處理方法眾多。傳統(tǒng)的處理方法已經(jīng)不能滿(mǎn) 足環(huán)境保護(hù)和健康衛(wèi)生的需要。為了降低生活垃圾對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康的的影響，必須 積極開(kāi)發(fā)有機(jī)垃圾處理技術(shù)。由于有機(jī)質(zhì)含量高，適于采取生物轉(zhuǎn)化法進(jìn)行處理。采用厭 氧生物法處理有機(jī)垃圾時(shí)，發(fā)酵罐的功能是為微生物生長(zhǎng)、繁殖提供良好的生長(zhǎng)條件，整個(gè) 發(fā)酵過(guò)程很復(fù)雜，涉及到多種微生物的協(xié)同作用。單相厭氧發(fā)酵工藝容易出現(xiàn)氨抑制和酸 化現(xiàn)象，抑制產(chǎn)甲烷菌的新陳代謝。因此，采用分相式厭氧發(fā)酵工藝受到重視，但是現(xiàn)行分 相式厭氧發(fā)酵工藝多為分體式反應(yīng)器的組合，一次性投資大，操作復(fù)雜。所以，設(shè)計(jì)一種集 水解酸化和厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼于一體的厭氧發(fā)酵裝置，對(duì)有機(jī)生活垃圾的資源化利用有巨大的 促進(jìn)作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種一體式有機(jī)生活垃圾干法厭氧發(fā)酵裝置及其方法，以解 決目前厭氧發(fā)酵系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定、效率低等缺陷。
[0004]本發(fā)明的一體式有機(jī)生活垃圾干法厭氧發(fā)酵裝置，包括自?xún)?nèi)向外同軸線裝置的物 料進(jìn)料管，內(nèi)圓柱筒和外圓柱罐，物料進(jìn)料管的上部伸出外圓柱罐頂面，并安裝有二通閥 I，物料進(jìn)料管的下部伸至距離內(nèi)圓柱筒底部2(T40 cm處，外圓柱罐外包有一層保溫層，外 圓柱罐的底部呈圓錐形，圓錐形錐頂設(shè)沼渣排放管，沼渣排放管上有二通閥III，內(nèi)圓柱筒的 上端與外圓柱罐頂面密封，內(nèi)圓柱筒的下端與外圓柱罐底部的圓錐形錐底密封，內(nèi)圓柱筒 為第1反應(yīng)區(qū)，內(nèi)圓柱筒和外圓柱罐之間形成的腔體為第2反應(yīng)區(qū)，第1反應(yīng)區(qū)與第2反應(yīng) 區(qū)體積比為2?7. 4，外圓柱罐的頂部有與第1反應(yīng)區(qū)相連通的沼氣排放管II和與第2反應(yīng) 區(qū)相連通的沼氣排放管I，沼氣排放管II上有二通閥珊，沼氣排放管I上有二通閥VL在內(nèi) 圓柱筒上距離頂部l(T20cm處設(shè)有環(huán)形酸解液出口，第2反應(yīng)區(qū)的底部有環(huán)狀布水裝置，布 水裝置上有3飛個(gè)孔，第2反應(yīng)區(qū)的一側(cè)設(shè)有沼液循環(huán)回流管，沼液循環(huán)回流管的上端與第 2反應(yīng)區(qū)上部的沼液出口連通，沼液循環(huán)回流管的下端進(jìn)入第2反應(yīng)區(qū)與布水裝置相連，在 沼液循環(huán)回流管上設(shè)有蠕動(dòng)泵和二通閥II，第2反應(yīng)區(qū)的另一側(cè)設(shè)有與第2反應(yīng)區(qū)底部連 通的垂直沼液排放管，垂直沼液排放管上間隔設(shè)置3飛個(gè)沼液排放口，每個(gè)排放口分別有 二通閥。
[0005]利用上述的裝置干法厭氧發(fā)酵有機(jī)生活垃圾的方法，其特征在于：將有機(jī)生活垃 圾加熱至55°C?60°C，從物料進(jìn)料管半連續(xù)進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū)，通過(guò)進(jìn)料管上的二通閥I和 沼渣排放管上的二通閥III控制進(jìn)料速度和沼渣排放速度，使物料在55°C?60°C溫度下停 留4?10天；第1反應(yīng)區(qū)發(fā)酵產(chǎn)生的氣體從沼氣排放管II排出，發(fā)酵產(chǎn)生的酸解液從酸解液出口進(jìn)入第2反應(yīng)區(qū)，開(kāi)啟蠕動(dòng)泵使酸解液通過(guò)沼液循環(huán)管和布水裝置進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，防止生物污泥發(fā)生沉淀，控制酸解液在第2反應(yīng)區(qū)停留14-30天，開(kāi)啟垂直沼液排放管上間隔設(shè)置的3飛個(gè)沼液排放口排放酸解液，第2反應(yīng)區(qū)發(fā)酵產(chǎn)生的氣體從沼氣排放管I排出。
[0006]本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)了厭氧分相發(fā)酵，固液氣三相分離，同時(shí)保持較高的發(fā)酵微生物濃度及活性，使整個(gè)發(fā)酵系統(tǒng)更為穩(wěn)定，效能更高。整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，功能區(qū)劃分明。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本發(fā)明的厭氧發(fā)酵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖中:1、二通閥I，2、物料進(jìn)料管，3、內(nèi)圓柱筒，3-1、第I反應(yīng)區(qū)，
4、酸解液出口，5、外圓柱罐，5-1、第2反應(yīng)區(qū)，6、沼液出口，7、沼液循環(huán)回流管，8、蠕動(dòng)泵，9、二通閥II，11、布水裝置，12、沼渣排放管，13、二通閥III，14、保溫層，15、垂直沼液排放管，16、二通閥IV，17、沼液排放口 I，18、二通閥V，19、沼液排放口 II，20、二通閥VI，21、沼液排放口III，22、沼氣排放管I，23、二通閥VL24、沼氣排放管II，25、二通閥VIL
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0010]參照?qǐng)D1，本發(fā)明的一體式有機(jī)生活垃圾干法厭氧發(fā)酵裝置，包括自?xún)?nèi)向外同軸線裝置的物料進(jìn)料管2，內(nèi)圓柱筒3和外圓柱罐5，物料進(jìn)料管2的上部伸出外圓柱罐5頂面，并安裝有二通閥I I，物料進(jìn)料管2的下部伸至距離內(nèi)圓柱筒3底部2(T40 cm處，外圓柱罐5外包有一層保溫層14，外圓柱罐5的底部呈圓錐形，圓錐形錐頂設(shè)沼渣排放管12，沼渣排放管12上有二通閥III 13，內(nèi)圓柱筒3的上端與外圓柱罐5頂面密封，內(nèi)圓柱筒3的下端與外圓柱罐5底部的圓錐形錐底密封，內(nèi)圓柱筒3為第I反應(yīng)區(qū)3-1，內(nèi)圓柱筒3和外圓柱罐5之間形成的腔體為第2反應(yīng)區(qū)5-1，第I反應(yīng)區(qū)與第2反應(yīng)區(qū)體積比為2~?.4，外圓柱罐5的頂部有與第I反應(yīng)區(qū)3-1相連通的沼氣排放管II 24和與第2反應(yīng)區(qū)5_1相連通的沼氣排放管I 22，沼氣排放管II 24上有二通閥珊25，沼氣排放管I 22上有二通閥VII 23，在內(nèi)圓柱筒3上距離頂部l(T20cm處設(shè)有環(huán)形酸解液出口 4，第2反應(yīng)區(qū)5_1的底部有環(huán)狀布水裝置，布水裝置上有3、個(gè)孔,第2反應(yīng)區(qū)5-1的一側(cè)設(shè)有沼液循環(huán)回流管7,沼液循環(huán)回流管7的上端與第2反應(yīng)區(qū)5-1上部的沼液出口 6連通，沼液循環(huán)回流管7的下端進(jìn)入第2反應(yīng)區(qū)5-1與布水裝置11相連，在沼液循環(huán)回流管7上設(shè)有蠕動(dòng)泵8和二通閥II 9，第2反應(yīng)區(qū)5-1的另一側(cè)設(shè)有與第2反應(yīng)區(qū)底部連通的垂直沼液排放管15，圖示實(shí)例中，在垂直沼液排放管15上間隔設(shè)置3個(gè)沼液排放口，分別為沼液排放口 I 17、沼液排放口II 19和沼液排放口III 21，每個(gè)排放口上各有二通閥，分別為二通閥IV 16、二通閥V 18和二通閥VI 20。
[0011]發(fā)酵罐運(yùn)行時(shí)，將加熱至55°C~60°C的有機(jī)生活垃圾采取時(shí)間間隔為8~12小時(shí)的半連續(xù)式進(jìn)料模式，從物料進(jìn)料管2進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū)3-1，通過(guò)進(jìn)料管上的二通閥I I控制進(jìn)料速度，通過(guò)圓錐體底部沼渣排放管12上的二通閥III 13控制沼渣排放速度，使物料在55°C~60°C溫度下停留時(shí)間為4-10天，高固體含量有機(jī)生活垃圾在第I反應(yīng)區(qū)3-1進(jìn)行水解酸化，生物質(zhì)經(jīng)過(guò)水解酸化之后轉(zhuǎn)化成酸解液，密度較大沼渣沉降到罐體底部圓錐體從沼渣排放管12排出，發(fā)酵產(chǎn)生的氣體從沼氣排放管II 24排出，發(fā)酵產(chǎn)生的酸解液從酸解液出口 4進(jìn)入第2反應(yīng)區(qū)5-1，開(kāi)啟蠕動(dòng)泵8使酸解液通過(guò)沼液循環(huán)管和布水裝置進(jìn)行內(nèi)循環(huán)形成的回流翻滾，防止生物污泥發(fā)生沉淀蓄積，有利于生物污泥在第2反應(yīng)區(qū)5-1內(nèi)與生物質(zhì)的有效接觸，促進(jìn)厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼，第2反應(yīng)區(qū)5-1發(fā)酵產(chǎn)生的氣體從沼氣排放管
I22排出。控制酸解液在第2反應(yīng)區(qū)5-1于55°C~60°C溫度下停留14-30天，開(kāi)啟垂直沼液排放管上間隔設(shè)置的3飛個(gè)沼液排放口排放酸解液，運(yùn)行不同的停留時(shí)間采用不同位置的排放口排放沼液，例如當(dāng)停留時(shí)間為14天時(shí)，開(kāi)啟沼液排放口 I 17，當(dāng)停留時(shí)間為30天時(shí)，開(kāi)啟沼液排放口III 21。
【權(quán)利要求】
1.一體式有機(jī)生活垃圾干法厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于:包括自?xún)?nèi)向外同軸線裝置的物料進(jìn)料管(2)，內(nèi)圓柱筒(3)和外圓柱罐(5)，物料進(jìn)料管(2)的上部伸出外圓柱罐(5)頂面，并安裝有二通閥I (1)，物料進(jìn)料管(2)的下部伸至距離內(nèi)圓柱筒(3)底部2(T40 cm處，外圓柱罐(5)外包有一層保溫層(14)，外圓柱罐(5)的底部呈圓錐形，圓錐形錐頂設(shè)沼渣排放管(12)，沼渣排放管(12)上有二通閥IIK13)，內(nèi)圓柱筒(3)的上端與外圓柱罐(5)頂面密封，內(nèi)圓柱筒(3)的下端與外圓柱罐(5)底部的圓錐形錐底密封，內(nèi)圓柱筒(3)為第I反應(yīng)區(qū)(3-1)，內(nèi)圓柱筒(3)和外圓柱罐(5)之間形成的腔體為第2反應(yīng)區(qū)(5-1)，第I反應(yīng)區(qū)與第2反應(yīng)區(qū)體積比為2~?.4，外圓柱罐(5)的頂部有與第I反應(yīng)區(qū)(3-1)相連通的沼氣排放管II (24)和與第2反應(yīng)區(qū)(5-1)相連通的沼氣排放管I (22)，沼氣排放管II (24)上有二通閥VDI(25)，沼氣排放管I (22)上有二通閥VIK23)，在內(nèi)圓柱筒(3)上距離頂部l(T20cm處設(shè)有環(huán)形酸解液出口(4)，第2反應(yīng)區(qū)(5-1)的底部有環(huán)狀布水裝置，布水裝置上有3飛個(gè)孔，第2反應(yīng)區(qū)(5-1)的一側(cè)設(shè)有沼液循環(huán)回流管(7)，沼液循環(huán)回流管(7)的上端與第2反應(yīng)區(qū)(5-1)上部的沼液出口(6)連通，沼液循環(huán)回流管(7)的下端進(jìn)入第2反應(yīng)區(qū)(5-1)與布水裝置(11)相連，在沼液循環(huán)回流管(7)上設(shè)有蠕動(dòng)泵(8)和二通閥II (9)，第2反應(yīng)區(qū)(5-1)的另一側(cè)設(shè)有與第2反應(yīng)區(qū)底部連通的垂直沼液排放管(15)，垂直沼液排放管(15)上間隔設(shè)置3飛個(gè)沼液排放口，每個(gè)排放口分別有二通閥。
2.利用權(quán)利要求1所述的裝置干法厭氧發(fā)酵有機(jī)生活垃圾的方法，其特征在于:將有機(jī)生活垃圾加熱至55°C~60°C，從物料進(jìn)料管(2)半連續(xù)進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū)(3-1)，通過(guò)進(jìn)料管上的二通閥I (I)和沼渣排放管(12)上的二通閥111(13)控制進(jìn)料速度和沼渣排放速度，使物料在55°C~60°C溫度下停留4~10天；第I反應(yīng)區(qū)發(fā)酵產(chǎn)生的氣體從沼氣排放管II(24)排出，發(fā)酵產(chǎn)生的酸解液從酸解液出口(4)進(jìn)入第2反應(yīng)區(qū)(5-1)，開(kāi)啟蠕動(dòng)泵(8)使酸解液通過(guò)沼液循環(huán)管和布水裝置進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，防止生物污泥發(fā)生沉淀，控制酸解液在第2反應(yīng)區(qū)停 留14-30天，開(kāi)啟垂直沼液排放管上間隔設(shè)置的:1~5個(gè)沼液排放口排放酸解液，第2反應(yīng)區(qū)發(fā)酵產(chǎn)生的氣體從沼氣排放管I (22)排出。
【文檔編號(hào)】C12M1/107GK103773676SQ201410031044
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】吳偉祥, 鄧瀟雅, 王昊書(shū) 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)