高浓度有机废弃物干式厌氧系统的制作方法

本实用新型涉及高浓度有机废弃物处理处置源化利用技术领域，具体涉及一种高浓度有机废弃物干式厌氧系统。

背景技术：

厌氧发酵技术是处理高浓度有机废弃污染物的最优技术路线选择，具有降解效率高，能耗低，设备投资省，副产品多等优势。在农林牧及环保行业均得到了广泛应用，经过百年来的发展厌氧反应器也在根据环境需求不断更新逸代，在当下环保政策要求下，资源化比无害化和减量化更为重要，因此为实现零排放的梦想，还需在技术上不断的创新突破。

在传统的大型湿式发酵工程中，沼液量大，虽肥效高但存在还田费用高，消纳面积广等问题。所以，传统工艺的应用受制于土地规模，若沼液无法完全消纳，会增加环境二次污染的风险。因此在实现资源化的过程中对发酵技术提出了更高的要求，既要发挥传统湿式发酵的优势，又要解决当下面临的沼液还田难的问题。

因此，迫切需要开发一套全新的高浓度有机废弃物干式发酵系统，来解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种高浓度有机废弃物干式厌氧系统；该系统解决了如下问题：

1)该系统有效的解决了传统湿式厌氧系统外排沼液无法完全资源化利用的问题；

2)该系统有效解决了传统固态发酵系统的规模小，传质、传热难的问题；

3)该系统解决了湿式发酵的问题：①沼液量大；②预处理复杂，过程量多；③反应器沉积物和浮渣多，清理周期短；④容积负荷低，容积产气率低。

4)该系统解决了传统固态发酵的问题：①传质、传热难，局部易酸化；②单级、多级不可灵活切换；③处理规模小，适用物料种类少。

为实现上述目的，本实用新型所设计一种高浓度有机废弃物干式厌氧系统，它依次包括厌氧进料器和厌氧接种器，所述厌氧接种器与彼此串联或并联后的干式厌氧反应器的连接，所述干式厌氧反应器包括厌氧发酵室，所述厌氧发酵室的底部向下倾斜，所述厌氧发酵室上部设置有厌氧进料漏斗，所述厌氧进料漏斗进料端通过管道连接有厌氧接种器，所述厌氧发酵室下部设置有厌氧出料装置，所述厌氧发酵室内壁上缠绕有增保温装置，所述厌氧发酵室内包括铰接在厌氧发酵室两端的卧式犁型搅拌器，所述卧式犁型搅拌器包括铰接在厌氧发酵室两端的搅拌轴，且搅拌轴一端穿过厌氧发酵室连接有搅拌电机，所述厌氧发酵室的外壁上安装有沼气收集装置，且每个沼气收集装置均与收集管连接。

上述厌氧发酵室为中温或者高温厌氧微生物提供理化环境，反应室与多个辅助装置密切联系、共同工作。反应室运行压力为0～3500Pa，停留时间为10～30d，容积产气率为1～4m³/m³·d，中温发酵温度为35～38℃，高温发酵温度为50～55℃。反应室为卧式钢结构形式，底部随物料流向方向放坡1～5‰。

进一步地，所述厌氧发酵室外壁上设置有物位监测装置，所述干式厌氧反应器上方设置有安防系统。

再进一步地，所述搅拌轴上间隔交替设置有多个犁型搅拌叶片，且相邻犁型搅拌叶片形成的夹角为0～180°。

再进一步地，所述厌氧发酵室的截面呈直角梯形状，所述厌氧进料漏斗和厌氧出料装置均与厌氧发酵室截面的直角腰垂直。

再进一步地，所述厌氧出料装置安装在截面为直角梯形状的厌氧发酵室的斜腰底部的外壁上，且厌氧出料装置与卧式犁型搅拌器垂直，所述厌氧出料装置包括出料管，所述出料管内设置有搅拌浆，且所述搅拌浆伸入厌氧发酵室内，所述搅拌浆连接有出料管外壁上的搅拌电机。

再进一步地，所述厌氧接种器与彼此并联后的干式厌氧反应器的连接时，出料管底部均设置有出料输送机。

再进一步地，所述厌氧接种器与彼此串联的干式厌氧反应器的连接时，尾部的干式厌氧反应器上的出料管底部设置有出料输送机。

上述各个装置用途和优点：

上述厌氧出料装置经过真空或者其他形式的设备将厌氧反应器内发酵完的物料抽出，再经过动力设备输送至末端的固液分离系统，同时确保厌氧反应器内物位的稳定及通畅。

上述厌氧接种器将厌氧微生物接种于厌氧进料器进入的新鲜物料内，使厌氧微生物与新鲜物料充分混合，同时进行预增温，接种比例按照发酵浓度进行确定。

上述沼气收集系统对厌氧发酵所产生的沼气进行收集和输送，同时保证反应器内的压力波动范围稳定，沼气收集系统还设有正负压保护装置和紧急泄压装置，保障厌氧反应器的工艺运行安全。

上述增保温装置是由安装在厌氧反应器内的增保温装置和相关的仪表控制系统组成，为中温或高温厌氧提供恒温环境，对新鲜物料进行增温的系统。中温厌氧温度控制在35～38℃，高温厌氧温度控制在50～55℃。

上述物位控制系统由安装在厌氧反应器上的仪表系统组成，通过控制厌氧进料系统和厌氧出料系统的运行来调节厌氧反应器内的物位高度，维持厌氧环境的稳定性，使物料经充分发酵后外排。

所述搅拌系统，由机械搅拌装置组成，本实用新型的厌氧反应器含有横向和纵向两套搅拌系统，横向搅拌系统主要推动卧式反应器内的物料发生位移及均匀传质、传热过程；纵向搅拌系统安装在反应器末端侧向的出料段，主要为末端均质搅拌和破壳、排渣，辅助出料等。两套搅拌系统确保了厌氧反应器对各种物料浓度的适应性，可接受TS15～40％的物料进入反应器。

所述安防系统通过检测可燃气体浓度达到预警作用，通过监控探头可远程观察装置的运行工况及人工作业情况，安防系统单独设置，但又与工艺系统连锁运行，在紧急情况发生时能迅速采取安保措施。

本实用新型的有益效果：

本实用新型在从污染到资源化的过程技术中，提高了有机质转化为无机质的效率，增加了生物质气的产量，扩大了经济效益，同时解决了沼液还田难消纳的难题。其同时具有以下优点：

①多级可连续生产；②单级容积大；③反应器可并可串；④发酵浓度为15～40％；⑤高效传质传热；⑥适用于大中型发酵工程，单位处理量投资成本低；⑦容积产气率高。

附图说明

图1为本实用新型的串联式高浓度有机废弃物干式厌氧系统的结构示意图；

图2为本实用新型的并联式高浓度有机废弃物干式厌氧系统的结构示意图；

其中，厌氧进料器1、厌氧接种器2、厌氧发酵室3、厌氧进料漏斗4、厌氧出料装置5、出料管5.1、搅拌浆5.2、增保温装置6、卧式犁型搅拌器7、搅拌轴7.1、犁型搅拌叶片7.2、沼气收集装置8、收集管8.1、物位监测装置9、安防系统10、搅拌电机11、出料输送机12。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述，以便本领域技术人员理解。

实施例1

如图1所示的串联式的高浓度有机废弃物干式厌氧系统，它依次包括厌氧进料器1和厌氧接种器2，厌氧接种器2与3个首尾串联的干式厌氧反应器连接，干式厌氧反应器包括厌氧发酵室3，厌氧发酵室3的截面呈直角梯形状，

厌氧发酵室3为中温或者高温厌氧微生物提供理化环境，反应室与多个辅助装置密切联系、共同工作。反应室运行压力为0～3500Pa，停留时间为10～30d，容积产气率为1～4m³/m³·d，中温发酵温度为35～38℃，高温发酵温度为50～55℃。反应室为卧式钢结构形式，底部随物料流向方向放坡1～5‰；

厌氧发酵室3上部设置有厌氧进料漏斗4，厌氧进料漏斗4进料端通过管道连接有厌氧接种器2，厌氧发酵室3下部设置有厌氧出料装置5，且厌氧进料漏斗4和厌氧出料装置5均与厌氧发酵室3截面的直角腰垂直；厌氧发酵室3内壁上缠绕有增保温装置6，厌氧发酵室3内包括铰接在厌氧发酵室3两端的卧式犁型搅拌器7，卧式犁型搅拌器7包括设置在厌氧发酵室3两端的搅拌轴7.1，且搅拌轴7.1一端穿过厌氧发酵室3连接有搅拌电机11，搅拌轴7.1上间隔交替设置有多个犁型搅拌叶片7.2，且相邻犁型搅拌叶片7.2形成的夹角为0～180°；

厌氧出料装置5安装在截面为直角梯形状的厌氧发酵室3的斜腰底部的外壁上，且厌氧出料装置5与卧式犁型搅拌器7垂直，厌氧出料装置5包括出料管5.1，出料管5.1内设置有搅拌浆5.2，且搅拌浆5.2伸入厌氧发酵室1内，搅拌浆5.2连接有出料管5.1外壁上的搅拌电机11。

厌氧发酵室3的另一端外壁上安装有沼气收集装置8，且每个沼气收集装置8均与收集管8.1连接；厌氧发酵室3外壁上设置有物位监测装置9，干式厌氧反应器正上方设置有安防系统10；尾部的干式厌氧反应器上的出料管5.1底部设置有出料输送机12。

基于上述高浓度有机废弃物干式厌氧系统的工作过程：

预处理后的预料经厌氧接种器2接种后由厌氧进料漏斗4定量进入厌氧发酵室3内，由卧室犁型搅拌机7将新料在厌氧发酵室内充分搅拌混匀，通过搅拌的作用也增加了厌氧过程的传质和传热效率；当新料进入厌氧反应室后，由温度传感器检测到温度的变化，系统会自动调节增温热量，使厌氧发酵室3温度维持在所需温度范围内；厌氧所产生的沼气汇集到厌氧发酵室3顶部区域，由沼气收集装置8收集后经管线输送至后端系统；物料从进入厌氧反应室3开始，会随着搅拌的推力逐渐向出口端单元移动，最终由拨料的搅拌浆5.2将发酵完的物料推出厌氧反应室3，经过干式厌氧反应器反复操作，由出料输送机12将沼渣送至下一个单元为止。

实施例2

如图2所示的并联式的高浓度有机废弃物干式厌氧系统与结构基本相同，不同之处在于：

厌氧接种器2与3个彼此并联后的干式厌氧反应器的连接；每个干式厌氧反应器的出料管5.1底部均设置有出料输送机12。

根据实际情况，预处理后的预料经厌氧接种器2接种后由厌氧进料漏斗4分别进入不同干式厌氧反应器的厌氧发酵室3。

其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本实用新型做出了详尽的描述，但它仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本实用新型保护范围。