一种好氧发酵反应器的制作方法

本实用新型涉及环保设备，特别涉及一种用于处理污泥的好氧发酵反应器。

背景技术：

有机废弃物好氧发酵技术是能够有机物稳定化、无害化、资源化的处理技术，根据是否通过在反应器内进行可以分成静态好氧发酵和动态动态好氧发酵。静态好氧发酵技术借助物料自己的堆置实现有机物的分解和腐熟，主要有条垛式好氧发酵技术、槽式好氧发酵技术，静态发酵技术主要为传统工艺，最大的缺点是臭味难以控制。而动态式好氧发酵技术主要指通过反应器实现好氧发酵的技术，如滚筒式好氧发酵技术，塔式好氧发酵技术，能够很好的实现臭味控制，发酵效率高，占地面积小。

针对好氧发酵臭味大、发酵时间长的问题，现在主要通过滚筒式好氧发酵技术和塔式发酵技术进行优化。滚筒式好氧发酵技术通过滚筒的转动，实现对物料的翻抛，塔式发酵技术通过物料由上而下的降落和内置爬齿实现物料的搅动翻抛，两者都因为具有更有效的翻抛从而加强了物料的传质效果，并且采用密闭反应器设计机构，所以具有发酵效率高、发酵周期短、没有臭味等特点。

但是在实际应用中仍然存在一定的缺点。滚筒式好氧发酵反应器采用卧式回转滚筒的结构，因为承载力比较大，设备称重部分、驱动部分需要选择具有更高强度的合金钢来实现，投资高，加工难度大，加工周期长，限制了技术的推广。并且物料的滚动很容易形成小球，从而影响球内物料的发酵，出料的粪大肠菌群值等生物指标很难达到标准要求。塔式好氧发酵反应器采用竖塔式结构，通过横向的搅拌桨叶实现物料的搅拌。好氧发酵物料对堆积高度有要求，堆积高度越高底部越容易被压实，从而影响发酵效果，所以塔式反应器的高度一般不超过8m，而搅拌桨叶最末端的受力决定了其桨叶直径不能超过5m，所以塔式反应器仅仅适合处理规模非常小的项目。而且针对粘度比较大的污泥，因透气性和物料性质原因发酵效果差，只能应用于畜禽粪便的处理。因此，需要一种新型的动态好氧发酵反应器来解决滚筒式好氧发酵反应器价格高、发酵产品品质不均匀和塔式反应器实用性等的问题。

技术实现要素：

为解决或缓解上述问题，本实用新型提供了一种卧式好氧发酵反应器。

根据本实用新型的第一方面，提出了一种好氧发酵反应器，该好氧发酵反应器包括：壳体、进料和出料单元、驱动和搅拌单元，以及通风单元；所述壳体为固定在所述反应器的底座上的卧式长筒状构造，该壳体内部形成有密闭腔体；所述进料单元和出料单元包括加料口和出料口，所述加料口靠近所述反应器的一个末端设置在壳体上部，所述出料口靠近所述反应器的另一个末端设置在壳体下部；所述驱动和搅拌单元包括布置在所述的壳体外部的驱动单元以及贯穿所述卧式密闭腔室布置的主轴，所述主轴包括多个沿轴向布置的桨叶；所述通风单元包括：与所述出料口位于同一侧的供空气进入的供风管道接口，以及与加料口位于同一侧的用于连接除臭单元的除臭管道接口。

优选地，在根据本实用新型的反应器中，所述加料口可以包括污泥投加口和辅料投加口。

优选地，在根据本实用新型的反应器中，所述供风管道接口位于所述的壳体的底部；所述除臭管道接口位于所述的壳体的上部。

优选地，在根据本实用新型的反应器中，所述桨叶可以为螺旋式桨叶，所述螺旋式桨叶沿一定倾角固定在所述主轴上，在所述主轴上相互交错排布。

优选地，在根据本实用新型的反应器中，所述出料口还可以设置有旋转气锁阀。

在根据本实用新型的反应器中，优选地，所述桨叶的宽度大于300 毫米，桨叶的长度在1米至3米的范围内，所述反应器的长度在10米至40米之间，所述反应器的宽度在2米至4米的范围内。

本实用新型提供的一种卧式好氧发酵反应器，用于处理污泥、畜禽粪便、餐厨垃圾等有机废弃物。本实用新型的有益效果至少在于：

1)该卧式好氧发酵反应器的反应器(壳体)全封闭设计，不会有臭气释放，对环境友好。

2)该卧式好氧发酵反应器的螺旋式桨叶与主轴有一定的倾斜角度，实现搅拌和输送双作用，保证设备连续运行，减少序批式处理方式的设备数量。

3)螺旋式桨叶相互间交错排布，转动的同时实现物料的翻抛，增强桨叶对物料的剪切力，从而提高翻抛的效果，极大提高好氧反应中的传质、传热过程。

4)该好氧发酵反应器成本较低，能耗较低。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本实用新型所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本实用新型更多的目的、功能和优点将通过本实用新型实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1为根据本实用新型的一个实施方式的好氧发酵反应器的示意性侧面立式图；

图2为根据本实用新型的一个实施方式的好氧发酵反应器的俯视示意图；

图3为根据本实用新型的一个实施方式的好氧发酵反应器的左视示意图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本实用新型的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本实用新型并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本实用新型的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

本实用新型提出了一种好氧发酵反应器，该好氧发酵反应器包括：壳体、进料和出料单元、驱动和搅拌单元，以及通风单元。其中，壳体 3为固定在反应器的底座1上的卧式长筒状构造，该壳体内部形成有密闭腔体。进料单元和出料单元包括加料口6，7和出料口8。加料口靠近反应器的一个末端设置在壳体上部，出料口8靠近反应器的另一个末端设置在壳体下部。驱动和搅拌单元包括布置在壳体3外部的驱动装置2 以及贯穿卧式密闭腔室布置的主轴4。主轴4包括多个沿轴向布置的桨叶5。通风单元包括：与所述出料口位于同一侧的供空气进入的供风管道接口10，以及与加料口位于同一侧的用于连接除臭单元的除臭管道接口9。

在下文中，结合附图来进一步具体说明根据本实用新型的一个实施方式，如图1、图2和图3所示，在该实施方式中，好氧发酵反应器由底座1、驱动装置2、壳体3、主轴4、螺旋式桨叶5、污泥投加口6、辅料投加口7、出料口8、除臭管道接口9、供风管道接口10、旋转气锁阀11等组成。

设备整体安装在底座1上，通过驱动装置2带动主轴4及主轴上的螺旋式桨叶5进行旋转，实现对壳体3内的物料进行缓慢的搅拌，投加的物料可以是污泥或者其他待处理物，搅拌的物料呈现螺旋式排布，螺旋式桨叶5与水平方向有一定角度，实现物料翻抛的同时有物料输送的作用。

壳体3为水平放置的密闭腔体，如图3所示，其截面大致呈带有圆角的矩形。壳体3水平放置是为了适应整个反应器的卧式结构设置，可以在轴向的运动过程中实现物料的混合、输送等。

桨叶5的宽度大于300毫米，桨叶的长度可达2米，例如可以在1 米至3米的范围内，所述反应器的长度在10米至40米之间，所述反应器的宽度在2米至4米的范围内，例如为2米。

驱动装置2连接到贯穿壳体3布置的主轴4，如图1、图2所示。在一实施例中，驱动装置可以采用电动机，电动机与主轴4之间设置有联轴器，当然，也可采用其他的动力方式，当动力装置离主轴较远时，也可采用带传动或者其他方式。

可以采用安装在主轴4上的螺旋式桨叶5，实现物料翻抛、冲氧和生物反应。优选地，螺旋式桨叶5沿一定倾角固定在主轴4上，具体而言是螺旋式桨叶5与主轴的中线或承载用的轴承有一定角度，当主轴4 带动螺旋式桨叶5旋转时可以产生一个纵向的剪切力和横向的推力，从而实现纵向的搅拌作用并实现污泥的翻抛充氧的效果和横向的类似螺旋输送机的输送作用。

进一步优选地，螺旋式桨叶5相互间交错排布，转动的同时实现物料的翻抛，增加螺旋式桨叶5对物料的剪切力，从而提高翻抛效果。翻抛是使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合的过程，也是传热和传质的过程，极大的提高了好氧反应中的传质过程。

反应器中的物料传递过程：壳体3上部的一侧设置有污泥投加口 6，壳体3下部的另一侧设置有出料口8以及控制出料量的旋转气锁阀 11，辅料投加口7设于壳体3的上部、大致靠近污泥投加口6的一侧。有机废弃物(污泥)从污泥投加口6加入，辅料从辅料投加口7进入，两种物料进入设备后，在螺旋式桨叶5的作用下缓慢向上翻抛的同时向前推动，与供风管道10进入的空气对流混合，经过完全混合、反应后的物料被推向壳体3的尾端，经过好氧微生物充分发酵好的物料通过出料口8流流出，通过旋转气锁阀11控制出料量。

在混合推动过程中，微生物和有机废弃物、氧气充分反应，分解有机物产生大量热。例如用于污泥好氧发酵(堆肥)时，温度可达到55℃以上，时间维持7天，通过高温实现了对微生物的灭火杀菌，有机物被分解为更稳定的腐殖质类物质，从而达到干化、无害化、稳定化的目的，整个反应器实现物料的混合搅拌与发酵一体的功能。

反应器中的空气流通过程：通风系统包括供风管道和除臭管道。供风管道设于壳体3上，大致与出料口8位于同一侧，设有供空气进入的供风管道接口10；除臭管道设于壳体3上，大致与污泥投加口6位于同一侧，设有通往除臭单元的除臭管道接口9。反应所需的空气从供风管道接口10进入，好氧反应中产生的臭气通过除臭管道接口9去往除臭单元。根据整体设备的大小、反应所需空气的多少，供风管道和除臭管道等的数量、位置可按照实际要求设置。

并且，反应器全密闭设计，不会有臭气释放，对环境友好。

优选地，本实用新型还可以设置有外加的保温设计，可以防止热量过快的散失，保持持续高温，更有利于杀菌和好氧反应的进行。

壳体3采用成本较低的碳钢材质即可满足要求，不需要特殊材料，设备整体造价低。反应器用于搅拌的主轴4转速缓慢，能耗低。

本实用新型中的卧式好氧发酵反应器为卧式结构设置，可以在轴向运动过程中实现物料的混合、输送，即物料从一端进入后，向尾端移动的过程中被不断的搅拌，至尾端出料时已经完全可以达到混合、传质的效果，即完成了混合的目的又实现了输送的作用，这种运行方式可以保证设备连续运行，减少序批式处理方式的设备数量。

本实用新型中采用整体卧式结构、螺旋式桨叶搅拌的设计，减小了搅拌末端的受力和轴向受力，反应器可以做的更大，强有力的搅拌可以实现更粘稠物料如污泥的处理，应用范围更广。本反应器的污泥处理能力可达20t/d以上，是塔式反应器的2倍以上。

本实用新型中的反应器搅拌轴转速缓慢，能耗低。

本实用新型中的卧式好氧发酵反应器具有应用范围广、发酵效率高、发酵周期短、保护环境、成本较低等优点。

结合这里披露的本实用新型的说明和实践，本实用新型的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本实用新型的真正范围和主旨均由权利要求所限定。