一种处理集约化养牛场排泄物的厌氧反应罐的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于农业废弃物无害化处理和资源化利用领域，具体涉及一种处理集 约化养牛场排泄物的厌氧反应罐。
【背景技术】
[0002] 近年畜牧业特别是规模化养殖业的迅猛发展带来了丰富的蛋、奶、肉，同时也使原 本潜在的由畜禽养殖带来的环境污染问题日益显现，畜禽的粪便和污水排放量的剧增给周 围的大气、水体、土壤造成严重的污染，严重危害人类的健康和畜禽养殖业的生产安全。目 前我国畜禽养殖业粪便所含污染物严重超过排污标准，其中B0D超标60-70倍、C0D超标 60-70倍、固体悬浮物超标12-20倍。如果这些污染物不能得到及时有效的处理，必将对周 围环境和人类生活造成严重危害。养牛场粪便的处置是一个世界性难题，处置的目标就是 无害化、减量化与资源化。养牛场粪便厌氧处置是将养牛场固体废弃物资源化利用的最佳 途径。
[0003] 集约化养殖业养牛场粪无害化处理，制成多效性有机生物肥料应用于农业生产的 技术被国家环保局指定为最佳环保科技，然而养殖场粪便含水量高，难以固液分离；处理质 量难以保证，难以生产质量稳定、外观漂亮的复混肥料等问题给猪粪资源化利用带来诸多 困难。采用微生物工程与化学处理相结合的方法，既缩短其发酵处理时间，易控制腐熟程 度，又解决脱水除臭杀菌等问题，这种方法具有美好的前景。目前处理集约化养牛场排泄物 主要采用厌氧干法发酵法，将物料中的有机物质在无氧的条件下被厌氧菌群最终分解成甲 烷和二氧化碳，该工艺需要采用厌氧反应罐，目前还未见针对养牛场排泄物厌氧干法发酵 法设计的厌氧反应罐，在厌氧干法发酵中常见的发酵设备有如下几种：专利《餐厨垃圾处理 酸化反应器》(ZL200620039676. 2)中，针对餐厨垃圾的特点，在干式厌氧过程中定时的把 酸化清液抽出，过滤后由抽吸泵抽至甲烷相反应器产甲烷，未消化的固体残渣在酸化相中 继续酸化。此实用新型，消除了酸化相与甲烷相之间的相互制约，但是在往反应器进料时， 需要把残渣进行粉碎浆化，并且在反应过程中需要定期的进行气动搅拌，增加了设备及能 源的消耗。
[0004] 在专利《一种利用高浓度固体原料制备生物燃气的干发酵装置及其方法》 (CN201310049692.4)中，采用立式发酵装置对高浓度固体原料进行生物燃气干发酵，其罐 体中部采用推杆及弧形推铲，其无法实现对物料的翻转和搅拌作用，无法解决所有物料的 完全发酵。在专利"厨余垃圾的干式厌氧处理方法及其装置（CN201410554673. 1)"中，针对 餐厨垃圾的特点，采用干式厌氧过程对餐厨垃圾进行处理，反应器中设有布水装置，但没有 涉及物料的翻耕，发酵完后的物料搅拌送出的装置。
【发明内容】
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种处理集约化养牛场排泄物的厌氧反应罐，该厌氧 反应罐采用夹套设计，为厌氧反应罐保温提供能源，使物料受热均匀，搅拌装置采用多个搅 拌板交叉设计结构，有效提高搅拌效率，使得有机物代谢更彻底。
[0006] 为了实现上述目的，本实用新型采用的技术手段为：
[0007] -种处理集约化养牛场排泄物的厌氧反应罐，所述厌氧反应罐外层设计有夹套结 构，厌氧反应罐内部设有搅拌板，所述搅拌板由搅拌板主杆、搅拌板端口、搅拌板支杆和搅 拌板翼杆组成，搅拌板主杆固定在旋转轴上，相邻搅拌板主杆之间夹角为30~90°，旋转轴 两端设有密封圈，并且通过轴承与罐体连接。
[0008] 所述厌氧反应罐采用卧式设计，长径比为1:1~4。
[0009] 所述相邻搅拌板之间夹角为60°
[0010]所述搅拌板采用氟树脂作为外敷衬层，外敷衬层厚度在1. 5-5mm。
[0011] 所述夹套与厌氧反应罐罐体间间距为20 ~40mm。
[0012] 所述搅拌板端口截面为圆形或者椭圆形。采用STAAD软件分析，罐顶采用圆形拱 顶设计结构合理，技术先进，在保证安全可靠的前提下，钢材用量最少。圆形拱顶设计桁架 结构在实验中，表现出加热均匀，物料在罐体内通过辐射和对流受热，由于圆形罐体没有死 角，因此物料能受到来自各方面的辐射热运行安全可靠。
[0013] 搅拌板支杆与厌氧反应罐内壁之间间距控制在2-4cm。
[0014] 在厌氧反应罐内部中轴线处可以设计有抽气管，并与真空泵连接，其目的在于在 使反应产生的废气迅速抽出，并使反应在负压下进行，以加速反应进程。
[0015] 厌氧反应罐根据需要可以设计有温度计检测孔，进料卸料口，滤液排放孔，安全 阀，视镜，自来水进口，人孔，热蒸汽入口、蒸汽输入管等。
[0016] 罐体采用不锈钢双层夹套结构设计，所述夹套与罐体间间距20 ~40mm，其具有耐 腐蚀、热传导快、升降温迅速、减轻和改善劳动条件等优点。
[0017] 搅拌板采用"T"型结构，该结构可以减少搅拌时与物料之间的摩擦阻力，从而节约 动力，发酵物料通过搅拌板的搅拌作用下完成混合过程，由于搅拌板采用交叉结构设计，搅 拌板支杆和搅拌板翼杆为垂直方向，推动物料不同方向运动，使得物料作上下翻动和左右 移动，形成强烈的对流作用，同时也产生扩散、剪切作用，这样在搅拌板的作用下物料在较 短的时间内得到均匀的混合作用且有效降低由于发酵膨胀特性而产生的体积涨大效果，从 而更有利于发酵过程的安全顺利的进行。
[0018] 搅拌板采用单轴多组设计，采用不锈钢焊接制成，接缝处采用焊接工艺制成，其焊 接强度与原有母材相比，强度达到原有母材的90%。搅拌板表面采用高分子材料氟树脂作为 外敷衬层，厚度在1. 5-5mm，外敷衬层采用高温溶融粘贴构成。板衬层与基材的附着力强， 连续使用温度可达150°C，同时具有防腐耐高压的功能。搅拌板的结构如图2、图3、图4所 示。搅拌板是由搅拌板主杆、搅拌板端口、搅拌板支杆、搅拌板翼杆组成，采用单轴多组搅拌 板设计，以中心对称，相邻搅拌板主杆之间夹角为30~90°，优选为60°，即每六个搅拌板 构成一组，在每一组各搅拌板主杆呈现60度夹角中心对称排列。因搅拌板相邻二组叶板呈 现60度夹角，使得推动物料旋转时切向速度存在差异，物料作上下运动和左右翻转，形成 强烈的对流作用，同时也产生扩散、剪切作用，这样在物料搅拌器的作用下物料在较短的时 间内得到均匀的混合作用且有效降低由于发酵膨胀特性而产生的体积涨大效果，从而更有 利于发酵过程的安全顺利的进行。
[0019] 设计时将搅拌板支杆与发酵罐内壁之间间距控制在2-4cm，搅拌板与发酵罐内壁 之间可以相互刮净粘结在其上的物料，强力的混合和捏合作用能有效地破碎物料物质，使 料物料变成小型固体物质被推出设备，保证设备安全连续运行。
[0020] 有益效果：
[0021] 本实用新型提供的一种处理集约化养牛场排泄物的厌氧反应罐，采用了卧式设 计，占地面积小，外层设计有夹套，传热传质效果好，便于实现自动化控制，大为减少操作过 程中劳动强度。搅拌板采用交叉结构设计，搅拌板支杆和搅拌板翼杆为垂直方向，推动物料 不同方向运动，使得物料作上下翻动和左右移动，形成强烈的对流作用，同时也产生扩散、 剪切作用，这样在搅拌板的作用下物料在较短的时间内得到均匀的混合作用且有效降低由 于发酵膨胀特性而产生的体积涨大效果，从而更有利于发酵过程的安全顺利的进行，有效 提高搅拌效率，使得有机物代谢更彻底。
【附图说明】
[0022] 图1处理集约化养牛场排泄物的厌氧反应罐结构示意图；
[0023] 图2搅拌板结构示意图；
[0024] 图3单轴多级不对称搅拌板排列示意图；
[0025] 图4搅拌板主杆呈现60度夹角示意图；
[0026] 图5发酵罐与搅拌板位置关系示意图；
[0027] 图6厌氧发酵罐径长比系统标注图；
[0028] 图7厌氧反应罐工作状态管道连接示意图；
[0029] 图8混合均匀度变异系数与时间的变化曲线图。
[0030] 其中：1-电机支座，2-变速电机，3-皮带轮，4-管道，5-高压蒸汽闸阀，6-减速 箱，7-联轴器，8-轴承，9-夹套，10-温度计检测孔，11-进料卸料口，12-人孔，13-搅拌板， 14-滤液排放孔，15-排气安全阀，16-轴承支座，17-排气阀，18-抽气管，19-厌氧反应罐， 20-视镜，21-自来水闸阀，22-夹套排水阀，23-压力表，24-真空泵，25-旋转轴，26-密封 圈，131-搅拌板主杆，132-搅拌板端口，133-搅拌板支杆，134-搅拌板翼杆。
【具体实施方式】
[0031] 实施例1
[0032] 如图1所示，一种处理集约化养牛场排泄物的厌氧反应罐，所述厌氧反应罐19外 层设计有夹套9结构，厌氧反应罐内部设有搅拌板13,如图2所示，搅拌板13由搅拌板主 杆131、搅拌板端口 132、搅拌板支杆133和搅拌板翼杆134组成，搅拌板主杆131固定在旋 转轴25上，旋转轴两端设有密封圈26,并且通过轴承与罐体连接。厌氧反应罐采用卧式设 计，长径比为1:3. 4。搅拌板13采用氟树脂作为外敷衬层，外敷衬层厚度在2mm。搅拌板端 口 132截面为圆形；夹套与厌氧反应罐罐体间间距为20mm。
[0033] 如图3、图4、图5所示，搅拌板采用单轴多级不对称排列方式，相邻搅拌板13之间 夹角为60°，即每六个搅拌板构成一组，在每一组各搅拌板主杆呈现60度夹角中心对称排 列。因搅拌板相邻二组叶板呈现6