差速搅拌的高浓度厌氧发酵装置的制作方法

1.本实用新型涉及厌氧发酵设备技术领域，具体涉及一种差速搅拌的高浓度厌氧发酵装置。


背景技术：

2.近年来随着社会的不断发展，各类垃圾产量急剧增长，垃圾处理问题日益突显。土地的日趋紧张决定了对垃圾进行简单填埋处理已经不是优选方式，焚烧尾气排放问题也对垃圾进行直接燃烧形成了一定程度的制约。同时随着全球对垃圾可循环、再利用要求的提高，如何对垃圾进行废物资源化已成为当前急需解决的问题，其中对垃圾中的有机质废弃物处理被列为重要课题已受到社会各个层级的重视。
3.市政领域产生富含有机质的有机垃圾主要包括厨余垃圾、餐饮垃圾、果蔬垃圾、市政污泥等，农林领域产生富含有机质的垃圾主要包括畜禽粪污、秸秆等，同时上述有机垃圾绝大部分具有较高含固率的特征。一种传统处理方式是对上述含固率较高的富含有机质垃圾在预处理阶段调配大量清水、沼液等稀释液后进行湿式厌氧发酵，但该工艺处理同量垃圾时需要的预处理工艺复杂、发酵容积大、占地大、后端会产生大量沼液，这些问题在一定程度上制约了湿式厌氧发酵在处理高含固率有机垃圾领域的应用。
4.目前，欧洲国家在对含固率较高的有机垃圾处理技术方面研究起步较早、应用已趋于成熟，主流工艺集中在高浓度厌氧层面，我国相关科研人员经过大量的引进吸收和摸索改进工作，已经促进一些高浓度厌氧发酵项目在部分城市试点建设。高浓度厌氧至少具有如下优点：
①
预处理工艺要求低，简单机械预处理即可满足要求；
②
容积负荷高，厌氧发酵体积需求量小，占地小；
③
物料可直接进料，基本不需要稀释水调配，用源头上降低了沼液产生量，后续处理费用低；
④
多采用全区域搅拌，无湿式厌氧的沉淀分层等问题；
⑤
系统容杂程度高。
5.同时随着对高浓度厌氧工艺的进一步理论研究及工程实践显示，厌氧发酵在“水解——酸化——乙酸形成——产甲烷”四个阶段(或其他阶段)所需要的的菌群不同，且不同的菌群所处的动态环境在很大程度上会产生至少两方面的影响：
①
菌群与物料作用时发挥的最大活性、
②
菌群生长繁殖的速度及生长繁殖的稳定性，上述动态环境主要跟搅拌器的动作状态有关。现有高浓度厌氧工程罐内搅拌器主要以一根或多根整体贯穿发酵罐相对的罐壁形式设置，这根整体贯穿的搅拌器以一个电机和减速机驱动，所以该搅拌器上分布的所有搅拌桨只能以一个相同的转速和方向旋转，不能同时满足不同菌群对最佳动态环境的要求。
6.同时，由于高浓度厌氧发酵罐内含固率高、含杂物较多，物料的粘滞力大，对搅拌器的结构强度及制造要求高。这意味着随着发酵罐容积的增加，所需要的搅拌器规格需要相应增加，搅拌器的设计要求及加工难度大幅增加。


技术实现要素：

7.针对现有技术的上述不足，本实用新型提供了一种差速搅拌的高浓度厌氧发酵装置，可以匹配不同菌群并为其提供相应的动态环境、以满足不同菌群发挥各自的最大活性和实现稳定生长繁殖的需求，并且具有结构简单、加工难度低的特点。
8.本实用新型的技术方案为：
9.差速搅拌的高浓度厌氧发酵装置，包括厌氧发酵罐，所述厌氧发酵罐内沿宽度方向设置有若干个搅拌器组，搅拌器组包括第一搅拌轴和第二搅拌轴，第一搅拌轴的一端从厌氧发酵罐的一端伸出后与第一驱动电机连接，第一搅拌轴的另一端位于厌氧发酵罐内；第二搅拌轴的一端从厌氧发酵罐的另一端伸出后与第二驱动电机连接，第二搅拌轴的另一端位于厌氧发酵罐内；第一搅拌轴位于厌氧发酵罐内的一端与第二搅拌轴位于厌氧发酵罐内的一端通过中间支座连接；所述第一搅拌轴和第二搅拌轴上沿长度方向间隔设置有若干个搅拌桨叶。
10.优选地，所述搅拌桨叶呈螺旋形设置在第一搅拌轴和第二搅拌轴上。
11.本实用新型的有益效果在于：
12.(1)本实用新型通过在厌氧发酵罐上设置若干个个处于同一轴线、但分成两段并分别设置驱动系统的搅拌器组，对厌氧发酵罐内不同区域提供不同的搅拌状态，从而实现为不同厌氧发酵阶段的菌群提供其发挥最大活性和最优生长繁殖稳定性的动态环境，完成更高效的厌氧发酵过程。
13.(2)本实用新型的装置用于大型厌氧发酵罐时，具有结构简单、加工难度低、投资成本少的特点。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是本实用新型实施例1的内部纵向截面示意图。
16.图2为图1的一种内部横向断面示意图。
17.图3为图1的另一种内部横向断面示意图。
18.图4为本实用新型实施例2的内部纵向截面示意图。
19.图5为图4的一种内部横向断面示意图。
20.图6为图4的另一种内部横向断面示意图。
21.图中，1
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厌氧发酵罐、101
‑
进料口、102
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出料口、2
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第一搅拌轴、3
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第二搅拌轴、4
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第一驱动电机、5
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第二驱动电机、6
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中间支座、7
‑
搅拌桨叶。
具体实施方式
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施
例，都应当属于本实用新型保护的范围。
23.实施例1
24.如图1所示，本实施例提供了一种差速搅拌的高浓度厌氧发酵装置，包括厌氧发酵罐1，所述厌氧发酵罐1内设置有一个搅拌器组，搅拌器组包括第一搅拌轴2和第二搅拌轴3，第一搅拌轴2的一端从厌氧发酵罐1的一端伸出后与第一驱动电机4连接，第一搅拌轴2的另一端位于厌氧发酵罐1内；第二搅拌轴3的一端从厌氧发酵罐1的另一端伸出后与第二驱动电机5连接，第二搅拌轴3的另一端位于厌氧发酵罐1内；第一搅拌轴2位于厌氧发酵罐1内的一端与第二搅拌轴3位于厌氧发酵罐1内的一端分别通过轴承安装在中间支座6上；所述第一搅拌轴2和第二搅拌轴3上沿长度方向间隔设置有若干个搅拌桨叶7，搅拌桨叶7呈螺旋形设置在第一搅拌轴2和第二搅拌轴3上。
25.其中，中间支座6可以固定于厌氧发酵罐1的底部、侧壁、顶部的任一或者多个位置，也可以作为第一搅拌轴2和第二搅拌轴3的一种连接结构，并依赖于发酵物料对第一搅拌轴2和第二搅拌轴3产生的浮力悬浮于厌氧发酵罐1内。
26.第一搅拌轴2和第二搅拌轴3的纵向长度可以相同或者不同；搅拌桨叶7在第一搅拌轴2和第二搅拌轴3上的分布密度可以相同或者不同；第一搅拌轴2和第二搅拌轴3上的搅拌桨叶7的直径以及各自的搅拌桨叶7方向可以相同或者不同。
27.上述相同或者不同的结构特征是根据不同厌氧发酵物料的特性变化的。
28.工作原理：
29.高含固率的厌氧发酵原料自厌氧发酵罐1的进料口101进入厌氧发酵罐1后，沿厌氧发酵罐1的纵向轴线方向依次会经过“水解——酸化——乙酸形成——产甲烷”四个阶段(或其他阶段)，在被充分降解后由厌氧发酵罐1的出料口102排出厌氧发酵罐1外。
30.本实施例的第一驱动电机4和第二驱动电机5均具有调速功能，在实际生产中可以根据厌氧发酵罐1内沿厌氧发酵物料移动方向的罐内厌氧发酵特性(如cod、氨氮、酸分布及含量等)调整实际运行转速，以实现不同区域中作用菌群的最大活性和最优生长繁殖稳定性。
31.厌氧发酵罐1的横向断面可以是如图2所示的弧形底，也可以是如图3所示的矩形底。
32.实施例2
33.如图4
‑
6所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：厌氧发酵罐1内沿宽度方向设置有两个搅拌器组，工作原理同实施例1。
34.尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本实用新型的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。