专利名称：一种用于生活垃圾预处理中发酵菌的繁殖培养装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于城市垃圾处理技术领域，涉及一种生活垃圾预处理设备，特别是涉及一种用于生活垃圾预处理中发酵菌的繁殖培养装置。
背景技术：
目前，我国660多座城市，每年产生生活垃圾约为1.8亿吨，全国城市生活垃圾无害化处理率已由2005年的51.7%提高到2010年的86.9%。在城市生活垃圾处理技术中，广泛应用的有卫生填埋、堆肥和焚烧三种方法，生活垃圾焚烧因具备较好的减量化、资源化和无害化，成为近几年各地主要发展的方式，经过最近十年的发展，我国生活垃圾焚烧处理率(焚烧量占垃圾产生量的百分比)从2001年的2.90%增加到2011年的24.04%。根据“十二五”规划，我国到2015年全国城镇生活垃圾焚烧处理设施能力达到无害化处理总能力的35%以上，其中东部地区达到48%以上。生活垃圾焚烧技术主要有炉排炉焚烧技术和流化床焚烧技术:1、炉排焚烧炉。将城市垃圾运到焚烧厂的垃圾池，经抓吊入料斗，进入炉膛，经过干燥、燃烧、燃尽3个阶段，在过量空气助燃条件下，垃圾在炉排中搅动，充分燃烧。燃尽的炉渣经渣池冷却后，运往厂外填埋。该技术优点是:(I)运营管理相对简单；(2)占地较少。该技术缺点是:(I)适应性差，生活垃圾热值低和含水率较高时焚烧效果不好；(2)投资大，炉排炉焚烧生活垃圾项目建设投资指标为30-40万元/吨；(3)运行费用高，该技术对生活垃圾焚毁率低，残渣和垃圾焚烧产生的气体中危害物质含量高，处理成本高，我国目前运行的炉排炉焚烧生活垃圾项目 运行费用为150-250元/吨。2、流化床焚烧炉。垃圾经抓料斗，从焚烧炉的顶端投放进炉内，落在活动床的中央，然后慢慢通过600 700 °C热砂床加热，其结果是垃圾被热砂焙烧而失去其水分变脆，继之分散到活动床两侧的流化床。在流化床内脆而易碎的垃圾被剧烈运动的砂粒挤成碎片而很快燃烧掉。另一方面，垃圾中的不燃物则与砂粒一起移动到焚烧炉两侧，与砂粒一起自动排出炉外。此种新型流化床焚烧炉能够在不经事先处理(破碎)的情况下直接进行焚烧，于1981年研制成功。该技术优点是:(1)生活垃圾不需要分选，可直接焚烧；(2)适用性好，借助流动炙热沙床产生的热惯性，对低位热值和含水率高的生活垃圾焚烧效果较好。该技术缺点是:(I)操作管理难度大；(2)消耗动力大；(3)烟气处理费用高，该技术焚烧生活垃圾产生的气体需经活性炭吸附和袋式收尘器收集后按照危险废弃物处置，所以成本较闻。新型干法水泥窑焚烧生活垃圾是近几年结合国外发展经验的基础上发展起来的生活垃圾处置方式，相比炉排炉焚烧技术和流化床焚烧技术具有以下优点:(I)焚烧温度高，有害成分分解彻底；(2)利用水泥窑内碱性环境对有害物质转化固化；(3)垃圾焚烧飞灰在线处置，不产生残留污染；(4)利用新型干法水泥窑进行喂料系统的技术改造，在线监测及尾气处理可借助水泥窑自身设备实现达标排放，不需要添加尾气处置设施，投资及运营成本相对较小。我国新型干法水泥窑分布广泛，特别是与环境保护相适应的新型干法水泥窑焚烧生活垃圾具有巨大的发展前景。在现有新型干法水泥窑焚烧生活垃圾处理技术中，因生活垃圾含水率高、自身热值偏低等特点导致在焚烧过程中对热能损耗大和喂料后不能快速分散容易产生粘结不能快速彻底燃尽，容易产生危害物合成条件。生活垃圾焚烧处理效果的好坏取决于预处理效果，垃圾通过有效脱水能提高垃圾焚烧效果。中国专利CN201110122405.9，一种生活垃圾能源化处理方法。该专利技术介绍通过垃圾经破碎压榨脱 水烘干的方式，高温造粒得到固体燃料。中国专利CN201110275226.9，城市生活垃圾的高效焚烧发电系统。介绍垃圾采用分选出含水率高的大颗粒物质进行降解挤压烘干的方式脱水，得到再生燃料。天津德为环保工程设备有限公司发表了的《城市生活垃圾中有机质的脱水研究》一文中，用硫酸在180°C下催化降解玉米芯，处理4h后含水率减少约36.76%。自然堆存发酵处置生活垃圾时间过长，不利于快速处置每天产生的大量生活垃圾。生活垃圾预处理中利用添加发酵菌对生活垃圾的陈腐作用进行脱水的方法应用较少，有效结合耐高温发酵菌的陈腐作用快速打破生活垃圾细胞壁浙出多余水分并利用耐高温发酵菌在陈腐过程中产生的热量蒸发部分水分对生活垃圾进行脱水，从而降低生活垃圾含水率、提高生活垃圾平均热值、减少生活垃圾在焚烧过程中对热能损耗、促进喂料后快速分散和彻底燃尽，杜绝危害物合成条件，有着较为显著地意义。在生活垃圾预处理过程中添加一定量的发酵菌，特别是添加耐高温发酵菌，可减少发酵时间，更大程度的利用发酵过程中产生的热能蒸发部分水分。我国生活垃圾产生量巨大，有效快速的繁殖培养耐高温发酵菌，是生活垃圾预处 理发酵脱水技术中的关键之一。
发明内容本实用新型针对生活垃圾预处理过程中需求添加发酵菌的问题，提供一种通过控制温度及含氧量，优选出生活垃圾预处理中所需发酵菌繁殖培养的装置，从而能够快速提供大量的发酵菌。本实用新型的技术方案如下:一种用于生活垃圾预处理中发酵菌的繁殖培养装置，包括供排气系统、温度控制系统、培养罐和加热夹套，其特征在于:所述的供排气系统包括空气发生器、进气管和排气管；所述的温度控制系统包括温度控制仪、热电偶A、热电偶B和智能温度调节阀；所述的培养罐包括罐口、罐封盖、上封头、罐体、进料管、出料管和圆形泡罩，上封头通过法兰与罐体连接固定，上封头上设置进料管、进气管和排气管，罐体底部设置出料管，出料管上安装阀门，罐体内设置圆形泡罩；所述的加热夹套的下端设有进液管，上端设有出液管；所述的进液管上安装智能温度调节阀；所述的加热夹套内安装有热电偶A，固定在加热夹套上方；所述的罐体内设置热电偶B，并固定在上封头。以上所述的罐体下部的同一水平上均匀设置4-8个锥形凸柱，凸柱的长度为4-8cm ;所述的圆形泡罩放置在凸柱上。以上所述的圆形泡罩内有升气孔，升气孔的孔径为5-60_。以上所述的进气管为J形状，弯的一端为出气口，设置在培养罐罐体内底部圆形泡罩的中部下方，另一端固定在上封头，并与过滤器A、空气发生器依次连接。[0018]以上所述的排气管和上封头之间设置排气阀和过滤器B。以上所述的温度控制仪分别与热电偶A、热电偶B和智能温度调节阀连接。本实用新型的工作原理是:培养液和菌液从进料口进入培养罐罐体中，培养罐罐体内的培养液在供排气系统提供稳·定氧气或者空气以及圆形泡罩的作用下，气泡带动培养液通过圆形泡罩升气孔上升运动，圆形泡罩上部的液体沿着泡罩的侧边向下循环流动，使菌落均匀混合，空气发生器提供的气体需经过过滤器除去细菌，避免污染培养液，培养罐的排气管上的过滤器同样是为了除去细菌，防止污染大气。温度控制仪通过安装在培养罐罐体和加热夹套内的热电偶检测培养液和加热介质的温度，在设定温度下创造定向发酵菌繁殖环境。培养罐内菌体呼吸产生的气体随气流从排气管排出，增殖培养生产的菌液通过培养罐下方设置的出料口进行出料，增殖后的发酵菌液根据浓度需求经调配后使用。本实用新型的优点和积极效果如下:1、本实用新型通过供排气系统和温度调控系统，创造稳定的有氧、恒温的发酵菌培养环境，可根据不同发酵菌所需增殖条件设定温度与需氧量等条件，快速定向增殖培育所需发酵菌，减少发酵菌购买成本。2、本实用新型的培养罐内设置带气孔的泡罩有效分散气泡带动培养液循环搅拌，气泡上升产生压力增加培养液的溶液量，提高空气利用率，从而使菌体获得充分的养分，良好地进行繁殖和成长。3、本实用新型的培养罐罐体无死角，出料方便，可连续生产，易清洗。
图1为本实用新型一种用于生活垃圾预处理中发酵菌的繁殖培养装置的结构示意图。附图标识:1-空气发生器，2a-过滤器A，2b_过滤器B，3_进料管，4_罐口，5_排气管，6_罐封盖，7-上封头，8-法兰，9-罐体，10-出液口，11-加热夹套，12-圆形泡罩，13-升气孔，14-阀门，15-出料管，16-进液管，17-智能温度调节阀，18-进气管，19-凸柱，20a-热电偶A，20b-热电偶B，21-温度控制仪。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。实施例1:如图1所示，一种用于生活垃圾预处理中发酵菌的繁殖培养装置，包括供排气系统、温度控制系统、培养罐和加热夹套11，供排气系统包括空气发生器1、进气管18和排气管5。温度控制系统包括温度控制仪21、热电偶A20a、热电偶B20b和智能温度调节阀17。培养罐包括罐口 4、罐封盖6、上封头7、罐体9、进料管3、出料管15和圆形泡罩12，上封头7通过法兰8与罐体9连接固定，上封头7上设置进料管3、进气管18和排气管5，罐体9底部设置出料管15，出料管15上安装阀门14，罐体9内设置圆形泡罩12。加热夹套11的下端设有进液管16，上端设有出液管10，在进液管16上安装智能温度调节阀17。加热夹套11内安装有热电偶A20a，固定在加热夹套11上方；罐体9内设置热电偶B20b，并固定在上封头7。在罐体9下部的同一水平上均匀设置8个锥形凸柱19，凸柱19的长度为4cm ;圆形泡罩12放置在凸柱19上。圆形泡罩12内有升气孔13，升气孔13的孔径为5mm。进气管18为J形状，弯的一端为出气口，设置在培养罐罐体9内底部圆形泡罩12的中部下方，另一端固定在上封头7，并与过滤器A2a、空气发生器I依次连接。排气管5和上封头7之间设置排气阀和过滤器B2b。温度控制仪21分别与热电偶A2a、热电偶B2b和智能温度调节阀17连接。培养罐灭菌消毒后，关闭培养罐出料管15上的阀门14，培养液和菌液从进料管3进入培养罐罐体9中至罐内体积的2/3处打开排气管5，关闭罐口 4上的罐封盖6，关闭进料管3，开启空气发生器I为培养菌提供氧气，使罐体内的培养液做循环流动。通过进液管16向加热夹套11内通入热水。罐体9内的培养液在空气发生器I提供稳定氧气和圆形泡罩12作用下，气泡带动培养液通过圆形泡罩12上的升气孔13做上升运动，圆形泡罩12上部的液体沿着泡罩的侧边向下循环流动，使菌落均匀混合。开启温度控制仪21，温度控制仪21通过热电偶20实时测量培养罐罐体9和加热夹套11内液体的温度，自动控制进液管16上的智能温度调节阀17，增大或降小的加热介质热水的流量保持培养罐罐体9内温度恒定不变。罐体9内菌体呼吸产生的气体随气流从排气管5排出，加热夹套11设置进液管16同时可防止温度升高加热夹套11内气压或蒸汽压过高。增殖培养生产的菌液通过罐体9下方设置的出料管15进行出料，操作简单方便，增殖后的发酵菌液根据浓度需求经调配后使用。实施例2:如图1所示，一种用于生活垃圾预处理中发酵菌的繁殖培养装置，包括供排气系统、温度控制系统、培养罐和加热夹套11，供排气系统包括空气发生器1、进气管18和排气管5。温度控制系统包括温度 控制仪21、热电偶A20a、热电偶B20b和智能温度调节阀17。培养罐包括罐口 4、罐封盖6、上封头7、罐体9、进料管3、出料管15和圆形泡罩12，上封头7通过法兰8与罐体9连接固定，上封头7上设置进料管3、进气管18和排气管5，罐体9底部设置出料管15，出料管15上安装阀门14，罐体9内设置圆形泡罩12。加热夹套11的下端设有进液管16，上端设有出液管10，在进液管16上安装智能温度调节阀17。加热夹套11内安装有热电偶A20a，固定在加热夹套11上方；罐体9内设置热电偶B20b，并固定在上封头7。在罐体9下部的同一水平上均匀设置6个锥形凸柱19，凸柱19的长度为6cm ;圆形泡罩12放置在凸柱19上。圆形泡罩12内有升气孔13，升气孔13的孔径为15mm。进气管18为J形状，弯的一端为出气口，设置在培养罐罐体9内底部圆形泡罩12的中部下方，另一端固定在上封头7，并与过滤器A2a、空气发生器I依次连接。排气管5和上封头7之间设置排气阀和过滤器B2b。温度控制仪21分别与热电偶A2a、热电偶B2b和智能温度调节阀17连接。培养罐灭菌消毒后，关闭培养罐出料管15上的阀门14，培养液和菌液从进料管3进入培养罐罐体9中至罐内体积的2/3处，打开排气管5，关闭罐口 4上的罐封盖6，关闭进料管3，开启空气发生器I为培养菌提供氧气，使罐体内的培养液做循环流动。通过进液管16向加热夹套11内通入热水。罐体9内的培养液在空气发生器I提供稳定氧气和圆形泡罩12作用下，气泡带动培养液通过圆形泡罩12上的升气孔13做上升运动，圆形泡罩12上部的液体沿着泡罩的侧边向下循环流动，使菌落均匀混合。开启温度控制仪21，温度控制仪21通过热电偶20实时测量培养罐罐体9和加热夹套11内液体的温度，自动控制进液管16上的智能温度调节阀17，增大或降小的加热介质热水的流量保持培养罐罐体9内温度恒定不变。罐体9内菌体呼吸产生的气体随气流从排气管5排出，加热夹套11设置进液管16同时可防止温度升高加热夹套11内气压或蒸汽压过高。增殖培养生产的菌液通过罐体9下方设置的出料管15进行出料，操作简单方便，增殖后的发酵菌液根据浓度需求经调配后使用。实施例3:如图1所示，一种用于生活垃圾预处理中发酵菌的繁殖培养装置，包括供排气系统、温度控制系统、培养罐和加热夹套11，供排气系统包括空气发生器1、进气管18和排气管5。温度控制系统包括温度控制仪21、热电偶A20a、热电偶B20b和智能温度调节阀17。培养罐包括罐口 4、罐封盖6、上封头7、罐体9、进料管3、出料管15和圆形泡罩12，上封头7通过法兰8与罐体9连接固定，上封头7上设置进料管3、进气管18和排气管5，罐体9底部设置出料管15，出料管15上安装阀门14，罐体9内设置圆形泡罩12。加热夹套11的下端设有进液管16，上端设有出液管10，在进液管16上安装智能温度调节阀17。加热夹套11内安装有热电偶A20a，固定在加热夹套11上方；罐体9内设置热电偶B20b，并固定在上封头7。
在罐体9下部的同一水平上均匀设置4个锥形凸柱19，凸柱19的长度为8cm ;圆形泡罩12放置在凸柱19上。圆形泡罩12内有升气孔13，升气孔13的孔径为30mm。进气管18为J形状，弯的一端为出气口，设置在培养罐罐体9内底部圆形泡罩12的中部下方，另一端固定在上封头7，并与过滤器A2a、空气发生器I依次连接。排气管5和上封头7之间设置排气阀和过滤器B2b。温度控制仪21分别与热电偶A2a、热电偶B2b和智能温度调节阀17连接。培养罐灭菌消毒后，关闭培养罐出料管15上的阀门14，培养液和菌液从进料管3进入培养罐罐体9中至罐内体积的2/3处打开排气管5，关闭罐口 4上的罐封盖6，关闭进料管3，开启空气发生器I为培养菌提供氧气，使罐体内的培养液做循环流动。通过进液管16向加热夹套11内通入导热油。罐体9内的培养液在空气发生器I提供稳定氧气和圆形泡罩12作用下，气泡带动培养液通过圆形泡罩12上的升气孔13做上升运动，圆形泡罩12上部的液体沿着泡罩的侧边向下循环流动，使菌落均匀混合。开启温度控制仪21，温度控制仪21通过热电偶20实时测量培养罐罐体9和加热夹套11内液体的温度，自动控制进液管16上的智能温度调节阀17，增大或降小的加热介质导热油的流量保持培养罐罐体9内温度恒定不变。罐体9内菌体呼吸产生的气体随气流从排气管5排出，加热夹套11设置进液管16同时可防止温度升高加热夹套11内气压或蒸汽压过高。增殖培养生产的菌液通过罐体9下方设置的出料管15进行出料，操作简单方便，增殖后的发酵菌液根据浓度需求经调配后使用。实施例4:如图1所示，一种用于生活垃圾预处理中发酵菌的繁殖培养装置，包括供排气系统、温度控制系统、培养罐和加热夹套11，供排气系统包括空气发生器1、进气管18和排气管5。温度控制系统包括温度控制仪21、热电偶A20a、热电偶B20b和智能温度调节阀17。培养罐包括罐口 4、罐封盖6、上封头7、罐体9、进料管3、出料管15和圆形泡罩12，上封头7通过法兰8与罐体9连接固定，上封头7上设置进料管3、进气管18和排气管5，罐体9底部设置出料管15，出料管15上安装阀门14，罐体9内设置圆形泡罩12。加热夹套11的下端设有进液管16，上端设有出液管10，在进液管16上安装智能温度调节阀17。加热夹套11内安装有热电偶A20a，固定在加热夹套11上方；罐体9内设置热电偶B20b，并固定在上封头7。在罐体9下部的同一水平上均匀设置6个锥形凸柱19，凸柱19的长度为8cm ;圆形泡罩12放置在凸柱19上。圆形泡罩12内有升气孔13，升气孔13的孔径为60_。进气管18为J形状，弯的一端为出气口，设置在培养罐罐体9内底部圆形泡罩12的中部下方，另一端固定在上封头7，并与过滤器A2a、空气发生器I依次连接。排气管5和上封头7之间设置排气阀和过滤器B2b。温度控制仪21分别与热电偶A2a、热电偶B2b和智能温度调节阀17连接。培养罐灭菌消毒后，关闭培养罐出料管15上的阀门14，培养液和菌液从进料管3进入培养罐罐体9中至罐内体积的2/3处打开排气管5，关闭罐口 4上的罐封盖6，关闭进料管3，开启空气发生器I为培养菌提供氧气，使罐体内的培养液做循环流动。通过进液管16向加热夹套11内通入导热油。罐体9内的培养液在空气发生器I提供稳定氧气和圆形泡罩12作用下，气 泡带动培养液通过圆形泡罩12上的升气孔13做上升运动，圆形泡罩12上部的液体沿着泡罩的侧边向下循环流动，使菌落均匀混合。开启温度控制仪21，温度控制仪21通过热电偶20实时测量培养罐罐体9和加热夹套11内液体的温度，自动控制进液管16上的智能温度调节阀17，增大或降小的加热介质导热油的流量保持培养罐罐体9内温度恒定不变。罐体9内菌体呼吸产生的气体随气流从排气管5排出，加热夹套11设置进液管16同时可防止温度升高加热夹套11内气压或蒸汽压过高。增殖培养生产的菌液通过罐体9下方设置的出料管15进行出料，操作简单方便，增殖后的发酵菌液根据浓度需求经调配后使用。
权利要求1.一种用于生活垃圾预处理中发酵菌的繁殖培养装置，包括供排气系统、温度控制系统、培养罐和加热夹套(11)，其特征在于:所述的供排气系统包括空气发生器(I)、进气管(18)和排气管(5);所述的温度控制系统包括温度控制仪(21)、热电偶A (20a)、热电偶B(20b)和智能温度调节阀(17);所述的培养罐包括罐口(4)、罐封盖(6)、上封头(7)、罐体(9)、进料管(3)、出料管(15)和圆形泡罩(12)，上封头(7)通过法兰(8)与罐体(9)连接固定，上封头(7)上设置进料管(3)、进气管(18)和排气管(5)，罐体(9)底部设置出料管(15)，出料管(15)上 安装阀门(14)，罐体(9)内设置圆形泡罩(12);所述的加热夹套(11)的下端设有进液管(16)，上端设有出液管(10);所述的进液管(16)上安装智能温度调节阀(17);所述的加热夹套(11)内安装有热电偶A (20a)，固定在加热夹套(11)上方；所述的罐体(9)内设置热电偶B (20b)，并固定在上封头(7)。
2.根据权利要求1所述的一种用于生活垃圾预处理中发酵菌的繁殖培养装置，其特征在于:所述的罐体(9)下部的同一水平上均匀设置4-8个锥形凸柱(19)，凸柱(19)的长度为4-8cm ;所述的圆形泡罩(12 )放置在凸柱(19 )上。
3.根据权利要求1或2所述的任何一种用于生活垃圾预处理中发酵菌的繁殖培养装置，其特征在于:所述的圆形泡罩(12)内有升气孔(13)，升气孔(13)的孔径为5-60mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于生活垃圾预处理中发酵菌的繁殖培养装置，其特征在于:所述的进气管(18)为J形状，弯的一端为出气口，设置在培养罐罐体(9)内底部圆形泡罩(12)的中部下方，另一端固定在上封头(7)，并与过滤器A (2a)、空气发生器(I)依次连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于生活垃圾预处理中发酵菌的繁殖培养装置，其特征在于:所述的排气管(5)和上封头(7)之间设置排气阀和过滤器B (2b)。
6.根据权利要求1所述的一种用于生活垃圾预处理中发酵菌的繁殖培养装置，其特征在于:所述的温度控制仪(21)分别与热电偶A (2a)、热电偶B (2b)和智能温度调节阀(17)连接。
专利摘要本实用新型公开了一种用于生活垃圾预处理中发酵菌的繁殖培养装置，包括供排气系统、温度控制系统、培养罐和加热夹套。供排气系统包括空气发生器、进气管和排气管，所述的温度控制系统包括温度控制仪、热电偶和智能温度调节阀；培养罐包括罐口、罐封盖、上封头、罐体、进料管、出料管和圆形泡罩。本实用新型通过供排气系统和温度调控系统，可根据所需的情况创造稳定的有氧、恒温的发酵菌培养环境，培养罐内设置带气孔的泡罩有效分散气泡带动培养液循环搅拌，气泡上升产生压力增加培养液的溶液量，提高空气利用率，从而使菌体获得充分的养分，良好地进行繁殖和成长，能够快速提供大量的发酵菌。
文档编号C12M1/04GK203159595SQ201320160130
公开日2013年8月28日 申请日期2013年4月2日 优先权日2013年4月2日
发明者王锦文 申请人:广西中盟世纪环保咨询有限责任公司