用于多元物料高濃度連續(xù)動(dòng)態(tài)厭氧發(fā)酵裝置及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)廢棄物處理和可再生能源開發(fā)的裝置及其應(yīng)用，尤其是一種用于多元物料高濃度連續(xù)動(dòng)態(tài)厭氧發(fā)酵裝置及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]厭氧發(fā)酵技術(shù)按照發(fā)酵物料干物質(zhì)濃度可分為濕式發(fā)酵和高濃度或干式發(fā)酵兩種方式。傳統(tǒng)的濕發(fā)酵技術(shù)，即將秸桿與人畜糞便、工業(yè)廢水等有機(jī)物混合，在厭氧菌的作用下生成沼氣。由于秸桿在濕式發(fā)酵中容易出現(xiàn)嚴(yán)重的漂浮結(jié)殼、分層等問(wèn)題，大多避免加入秸桿等比重較輕且難降解的底物。而高濃度發(fā)酵技術(shù)是以固體有機(jī)廢棄物為原料(總固體含量在10%以上)進(jìn)行厭氧發(fā)酵，它與濕發(fā)酵相比主要優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約用水，節(jié)省管理沼氣池所需的工時(shí)，池容產(chǎn)氣率較高等。高濃度發(fā)酵從進(jìn)出料方式上可分為批式發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵和半連續(xù)發(fā)酵，目前工程應(yīng)用大多為批式發(fā)酵，然而因高濃度發(fā)酵底物存在明顯的各異性，使得發(fā)酵中間產(chǎn)物和微生物在其中分布不均勻，導(dǎo)致發(fā)酵過(guò)程不穩(wěn)定，產(chǎn)氣速率波動(dòng)劇烈，因此工程上常采用沼液回流噴淋措施，以解決發(fā)酵物料傳質(zhì)不均問(wèn)題，如此勢(shì)必增加工程操作難度和運(yùn)行成本；
其次，發(fā)酵殘?jiān)隽铣２捎醚b載機(jī)或挖掘機(jī)出料，存在作業(yè)效率低、強(qiáng)度大、操作環(huán)境惡劣以及存在安全隱患等問(wèn)題，并且由于固體物料流動(dòng)性差，對(duì)進(jìn)出料裝置密封要求很高，因此，目前采用連續(xù)或半連續(xù)式高濃度發(fā)酵技術(shù)的工程應(yīng)用很少。
[0003]再次，高濃度發(fā)酵裝置中有機(jī)物料發(fā)酵結(jié)束后，含水率一般高達(dá)80%以上，這種物理狀態(tài)的發(fā)酵殘?jiān)y以用于后續(xù)資源化利用。目前常將批式清理出的發(fā)酵物料通過(guò)濕粉碎后摻混其他干輔料進(jìn)行堆肥處理，增多了環(huán)節(jié)從而增加工程處理成本。
[0004]對(duì)于高濃度發(fā)酵過(guò)程存在的上述弊端，一直是本領(lǐng)域迫切需要解決的技術(shù)難點(diǎn)，而此類相關(guān)設(shè)備，目前也未見諸報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:針對(duì)目前在對(duì)高濃度發(fā)酵物料發(fā)酵的配套設(shè)備復(fù)雜，發(fā)酵過(guò)程中需要對(duì)物料加濕噴淋工藝相對(duì)復(fù)雜，每次發(fā)酵結(jié)束后清料工作量大，沼渣含水率高等一系列問(wèn)題，以及高濃度發(fā)酵裝置中有機(jī)物料發(fā)酵結(jié)束后，含水率一般高于75%，有的甚至高達(dá)85%，這些發(fā)酵殘?jiān)y以用于后續(xù)資源化利用的實(shí)際問(wèn)題，提供一種新的用于多元物料高濃度連續(xù)動(dòng)態(tài)厭氧發(fā)酵裝置及其應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種用于多元物料高濃度連續(xù)動(dòng)態(tài)厭氧發(fā)酵裝置，包括調(diào)漿池和厭氧發(fā)酵池，其特征在于:調(diào)漿池為敞開的混合區(qū)，調(diào)漿池設(shè)有沼液注入口并配有攪拌裝置;厭氧發(fā)酵池為密閉罐體，厭氧發(fā)酵池由濾網(wǎng)，或多孔濾板，或由它們的組合形成的隔斷分割為厭氧發(fā)酵區(qū)和沼液存儲(chǔ)區(qū)，隔斷的上方為厭氧發(fā)酵區(qū)；進(jìn)料口和沼氣出口設(shè)在厭氧發(fā)酵池的頂部，厭氧發(fā)酵區(qū)的出料口設(shè)在厭氧發(fā)酵區(qū)的底部，出料口配有出料推進(jìn)裝置;調(diào)漿池與厭氧發(fā)酵池的進(jìn)料口之間由輸送管路溝通，調(diào)漿池中的物料通過(guò)由輸送管路輸送到厭氧發(fā)酵區(qū)，沼液存儲(chǔ)區(qū)的沼液出口與調(diào)漿池的沼液注入口之間設(shè)有相互溝通的管路。
[0007]在本發(fā)明中:所述的出料推進(jìn)裝置為螺旋絞龍推進(jìn)器，其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸穿越厭氧發(fā)酵池壁與絞龍推進(jìn)軸對(duì)接，絞龍推進(jìn)軸貫穿厭氧發(fā)酵區(qū)，其輸出端由出料口伸出厭氧發(fā)酵池。
[0008]在本發(fā)明中:所述沼液存儲(chǔ)區(qū)頂部的隔斷為濾網(wǎng)和多孔濾板組合形成的倒梯形槽，其中，倒梯形槽的兩側(cè)為多孔濾板，槽底為濾網(wǎng)，螺旋絞龍推進(jìn)器的絞龍推進(jìn)軸位于倒梯形槽的槽底。
[0009]在本發(fā)明中:所述的輸送管路是指:由螺桿栗或潛污栗或污泥栗或栗與管路匹配組成的物料輸送管路，或由絞龍送料機(jī)與管路匹配組成的物料輸送管路。
[0010]在本發(fā)明中:所述的厭氧發(fā)酵池是采用混凝土，或鋼制，或搪瓷拼裝的立式或臥式密閉罐體;厭氧發(fā)酵池的進(jìn)料口、沼氣出口和沼液出口均設(shè)有控制閥，所述的沼液出口高于調(diào)漿池的沼液注入口；所述的調(diào)漿池上方設(shè)有進(jìn)料平臺(tái)，進(jìn)料平臺(tái)與調(diào)漿池沿口由斜面對(duì)接。
[0011]在本發(fā)明中:所述的螺旋絞龍推進(jìn)器，其絞龍葉片間距沿電動(dòng)機(jī)端至出料口方向逐漸變小，使進(jìn)入絞龍葉片間的發(fā)酵物料體積不斷縮小，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)酵殘?jiān)撍饔谩?br>[0012]—種上述用于多元物料高濃度連續(xù)動(dòng)態(tài)厭氧發(fā)酵裝置的應(yīng)用，其特征在于:將多元物料由調(diào)漿池上方加入調(diào)漿池，與沼液注入口導(dǎo)入的沼液通過(guò)攪拌裝置攪拌混合均勻，開啟厭氧發(fā)酵池的進(jìn)料口控制閥，將混合后物料由輸送管路送入?yún)捬醢l(fā)酵區(qū)，然后關(guān)閉控制閥進(jìn)行發(fā)酵;發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣由沼氣出口輸出；發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的沼液沉積于沼液存儲(chǔ)區(qū)，發(fā)酵完畢的殘?jiān)沙隽贤七M(jìn)裝置經(jīng)出料口排出，在排渣過(guò)程中與殘?jiān)M(jìn)一步分離的沼液也沉積于沼液存儲(chǔ)區(qū);適時(shí)開啟沼液出口的控制閥使沼液自流進(jìn)入預(yù)發(fā)酵池與新的多元物料混合，無(wú)縫進(jìn)入下一輪循環(huán)。
[0013]在本發(fā)明的應(yīng)用中:所述的多元物料是指從不同渠道收集并經(jīng)簡(jiǎn)單預(yù)處理的有機(jī)物料。
[0014]在本發(fā)明的應(yīng)用中:所述的簡(jiǎn)單預(yù)處理是指將收集的畜禽糞便經(jīng)過(guò)粗格柵過(guò)濾，或?qū)⑹占霓r(nóng)作物秸桿或蔬菜殘?bào)w粉碎至< 5cm的小段。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:適宜處理多元有機(jī)廢棄物，創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)出兼具脫水功能的連續(xù)出料裝置，實(shí)現(xiàn)沼液低排放，無(wú)需沼液回流噴淋作業(yè)，而通過(guò)間歇或連續(xù)進(jìn)料利用新料中液體淋洗舊料，提高物料傳質(zhì)效果，防止局部酸化問(wèn)題，并且脫水后的發(fā)酵殘?jiān)阌诤罄m(xù)環(huán)節(jié)利用。通過(guò)單一罐體干濕分離設(shè)計(jì)，避免發(fā)酵弊端的同時(shí)，減少工程運(yùn)行操作環(huán)節(jié)，從而使得工程運(yùn)行簡(jiǎn)便并節(jié)省工程基建投資。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)總體性能指標(biāo)與同類技術(shù)比較的優(yōu)勢(shì)還在于:發(fā)酵結(jié)束后的物料被脫水并被連續(xù)排出發(fā)酵系統(tǒng)外，使得發(fā)酵裝置內(nèi)物料依靠重力自行向下移動(dòng)，為新物料添加騰出空間，通過(guò)連續(xù)或半連續(xù)添加物料，料液中的沼液可在厭氧發(fā)酵區(qū)物料中流動(dòng)，提高物料傳質(zhì)效果，防止局部酸化問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵系統(tǒng)的沼液零排放，并且脫水后的發(fā)酵殘?jiān)阌诤罄m(xù)利用。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是圖1中厭氧發(fā)酵池的A-A向剖視的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1、發(fā)酵厭氧發(fā)酵池;2、有機(jī)物料;3、沼氣出口；4、進(jìn)料口； 5、出料口； 6、出料推進(jìn)裝置;7、過(guò)濾網(wǎng)；8、沼液;9、沼液出口； 10、調(diào)漿池；11 -新鮮料液;12、攪拌裝置;13、斜面;14、進(jìn)料平臺(tái)；15、輸送管路;16、多孔濾板。
【具體實(shí)施方式】
[0020]附圖非限制性地公開了本發(fā)明實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)施例作進(jìn)一步描述。
[0021 ]由圖1可見，用于多元物料高濃度連續(xù)動(dòng)態(tài)厭氧發(fā)酵裝置包括調(diào)漿池10和厭氧發(fā)酵池1，調(diào)漿池10為敞開的混合區(qū)，調(diào)漿池10設(shè)有沼液注入口并配有攪拌裝置12;厭氧發(fā)酵池1為密閉罐體，厭氧發(fā)酵池1由濾網(wǎng)7，或多孔濾板16，或由它們的組合形成的隔斷分割為厭氧發(fā)酵區(qū)和沼液存儲(chǔ)區(qū)，隔斷的上方為厭氧發(fā)酵區(qū)；進(jìn)料口4和沼氣出口 3設(shè)在厭氧發(fā)酵池1的頂部，厭氧發(fā)酵區(qū)1的出料口5設(shè)在厭氧發(fā)酵區(qū)的