一种集成式生物质废弃物联合两相干式厌氧发酵装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种集成式生物质废弃物联合两相干式厌氧发酵装置，属于固体废弃物处理技术领域。
【背景技术】
[0002]生物质废弃物是指来源于动植物的、可以被微生物降解的固体废物，主要包括餐厨垃圾等城市生物质废物、城市污水厂污泥、枯枝落叶、杂草和残花等园林生物质废物以及农村秸杆、禽畜粪便等农业生物质废弃物等。据统计，我国生物质废弃物占主要固体废弃物产生量的62.1%，是固体废弃物的主要组成部分。生物质废弃物是人类利用自然界生物资源过程中产生的废弃物质，对生态环境的潜在威胁大，如处理不当将导致严重的环境污染。因此，对生物质废弃物的有效处理是亟需解决的重要问题之一。
[0003]我国生物质废弃物的主要特点是含水率高、可降解有机物含量高，生物质废弃物的这些特点决定了生物质废弃物不宜采用填埋、焚烧和好氧堆肥处理。其中，在填埋过程中会产生高浓度渗滤液、恶臭物质和温室气体，且填埋层沉降不均匀、填埋压实难度大；焚烧虽然可以实现回收热能和垃圾减量，但我国生物质废弃物水分高，净热值低，不适宜焚烧，且焚烧易产生“ 二噁英”类物质，极易造成严重的环境污染；生物质废弃物的高含水率还会造成好氧堆肥过程易产生局部厌氧氛围，产生恶臭气体，从而导致堆肥设施卫生条件差、严重影响堆肥品质。
[0004]厌氧发酵是一种应用较多的生物质废弃物处理技术，这种技术可通过厌氧微生物实现生物质废弃物的降解，从而较好的实现生物质废弃物的无害化、减量化和资源化。生物质废弃物厌氧发酵在产生清洁能源(甲烷)的同时，其消化后产生的沼渣还能进一步加工为尚品质肥料。
[0005]根据其产酸产甲烷过程和发酵罐级数的不同，厌氧发酵可分为单相厌氧发酵和两相厌氧发酵。其中，两相厌氧发酵是人为地将厌氧反应过程分解为水解产酸阶段和产甲烷阶段，来满足不同阶段厌氧发酵微生物的活动需求，避免了发酵反应中微生物之间和代谢产物对微生物的抑制作用，为产酸菌和产甲烷菌提供了适宜的生长环境，因此两相厌氧发酵的效率更高、系统稳定性更强。然而，目前两相厌氧发酵技术还没有广泛应用于生物质废弃物的处理。
[0006]考虑到现有的生物质废弃物厌氧发酵技术和装置的不足，我们提出一种集成式生物质废弃物联合两相干式厌氧发酵装置，以提高生物质废弃物的资源化、无害化和减量化效果。
【发明内容】
[0007]为了克服现有的生物质废弃物厌氧发酵技术产沼效率低、运行不稳定、设备占地面积大等不足，本实用新型提供一种集成式生物质废弃物联合两项干式厌氧发酵装置，该装置产沼效率高，能够较好的实现生物质废弃物的资源化、无害化和减量化，且结构简单、占地面积小。
[0008]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种集成式生物质废弃物联合两相干式厌氧发酵装置，包括:主体发酵罐、不封闭挡板、进料口、进料泵、物料调节罐、物料调节搅拌器、沼渣排出口、温度检测仪、PH检测仪、沼液排出□、沼液回流管、段间热交换器、沼液回流泵、沼液回流喷淋装置、排气口、碱液罐、碱液输送管、机械搅拌器。
[0009]其中，所述物料调节罐设有物料调节搅拌器，同时与进料泵和主体发酵罐底部的进料口连接，用于发酵物料的搅拌、匀质。
[0010]所述沼渣排出口设置在主体发酵罐的底部，用于物料反应后剩余沼渣的排出。
[0011]所述沼液排出口设置在主体发酵罐的中上部，其罐内部分向下倾斜插入物料液面以下，同时与沼液回流管连接。
[0012]所述沼液回流管设有段间热交换器和沼液回流泵，同时与主体发酵罐顶部的沼液回流喷淋装置连接。
[0013]所述不封闭挡板设置在主体发酵罐内的中部，共设两片，其长度为罐体高度的3/4，两片挡板间的距离为罐体宽度的1/5?1/3，用于将主体发酵罐中的水解酸化区和产气区隔开，形成物料缓冲区。
[0014]所述碱液输送管的两端分别与碱液罐和主体发酵罐物料缓冲区的顶部连接，用于调节缓冲区物料的PH值，以保证产气区反应的顺利进行。
[0015]所述机械搅拌器设置在主体发酵罐产气区，用于产气区物料的搅拌、匀质。
[0016]所述排气口共设两个，分别连接在主体发酵罐水解酸化区和产气区的顶部。
[0017]所述pH检测仪设置在主体发酵罐物料缓冲区的顶部或中部。
[0018]所述温度检测仪设置在主体发酵罐的中部。
[0019]本实用新型实施方式通过主体发酵罐与进料泵、沼液回流管等组成的发酵装置，利用两相干式厌氧发酵技术处理生物质废弃物，其水解酸化区和产气区集成在一个发酵罐中，节约了成本和运行费用，处理效率高，不会造成二次污染，发酵分离后的产物可制得高效肥料及沼气能源，实现了生物质废弃物的无害化、减量化和资源化。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型所述反应装置结构示意图。
[0021]图中标记分别为:1.物料调节罐；2.物料调节搅拌器；3.进料泵；4.进料口 ；5.不封闭挡板；6.温度检测仪；7.主体发酵罐；8.排气口 ；9.沼液回流喷淋装置；10.pH检测仪；11.机械搅拌器；12.沼液回流泵；13.段间热交换器；14.碱液输送管；15.沼液回流管；16.碱液罐；17.沼液排出口 ；18.沼渣排出口。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本实用新型进行更详尽的说明。
[0023]实施例1:
[0024]请参见图1.
[0025]一种集成式生物质废弃物联合两相干式厌氧发酵装置，由物料调节罐(I)、物料调节搅拌器(2)、进料泵(3)、进料口(4)、不封闭挡板(5)、温度检测仪￠)、主体发酵罐(7)、排气口⑶、沼液回流喷淋装置(9)、pH检测仪(10)、机械搅拌器(11)、沼液回流泵(12)、段间热交换器(13)、碱液输送管(14)、沼液回流管(15)、碱液罐(16)、沼液排出口(17)和沼渣排出口(18)组成。
[0026]其中，所述物料调节罐设有物料调节搅拌器，同时与进料泵和主体发酵罐底部的进料口连接，用于发酵物料的搅拌、匀质。
[0027]所述沼渣排出口设置在主体发酵罐的底部，用于物料反应后剩余沼渣的排出。
[0028]所述沼液排出口设置在主体发酵罐的中上部，其罐内部分向下倾斜插入物料液面以下，同时与沼液回流管连接。
[0029]所述沼液回流管设有段间热交换器和沼液回流泵，同时与主体发酵罐顶部的沼液回流喷淋装置连接。
[0030]所述不封闭挡板设置在主体发酵罐内的中部，共设两片，其长度为罐体高度的3/4，两片挡板间的距离为罐体宽度的1/5?1/3，用于将主体发酵罐中的水解酸化区和产气区隔开，形成物料缓冲区。
[0031]所述碱液输送管的两端分别与碱液罐和主体发酵罐物料缓冲区的顶部连接，用于调节缓冲区物料的PH值，以保证产气区反应的顺利进行。
[0032]所述机械搅拌器设置在主体发酵罐产气区，用于产气区物料的搅拌、匀质。
[0033]所述排气口共设两个，分别连接在主体发酵罐水解酸化区和产气区的顶部。
[0034]所述pH检测仪设置在主体发酵罐物料缓冲区的顶部或中部。
[0035]所述温度检测仪设置在主体发酵罐的中部。
【主权项】
1.一种集成式生物质废弃物联合两相干式厌氧发酵装置，其特征在于:由物料调节罐、物料调节搅拌器、进料泵、进料口、不封闭挡板、温度检测仪、主体发酵罐、排气口、沼液回流喷淋装置、PH检测仪、机械搅拌器、沼液回流泵、段间热交换器、碱液输送管、沼液回流管、碱液罐、沼液排出口和沼渣排出口组成。2.根据权利要求1所述的一种集成式生物质废弃物联合两相干式厌氧发酵装置，其特征是:主体发酵罐中部设置的不封闭挡板长度为罐体高度的3/4，两片挡板间的距离为罐体宽度的1/5?1/3。3.根据权利要求1所述的一种集成式生物质废弃物联合两相干式厌氧发酵装置，其特征是:水解酸化区的顶部设置有沼液回流喷淋装置，该装置通过沼液回流管与段间热交换器连接。
【专利摘要】一种集成式生物质废弃物联合两相干式厌氧发酵装置，包括水解酸化区、物料缓冲区和产气区。生物质废弃物在物料调节罐内充分混合后，经进料口进入水解酸化区，水解酸化区顶部设置有沼液回流喷淋装置，用于物料的搅拌和加热，并实现进行物料的接种；随着物料不断地投入，已进行过水解酸化反应的物料被推至上层并越过不封闭挡板，进入物料缓冲区，物料缓冲区顶部设置有碱液输送管，用于调节物料的pH，保证产气区反应的顺利进行；物料在缓冲区依靠重力作用自上而下进入产气区，产气区设置有机械搅拌器，用于物料的充分混合；发酵产生的沼气经排气管排出，沼液经沼液回流管进行回流，生成的沼渣经沼渣排出口排出。
【IPC分类】C12M1/16, C12M1/107, C12M1/02, C12M1/34
【公开号】CN204644363
【申请号】CN201420521034
【发明人】刘建伟, 吕臣
【申请人】北京建筑大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2014年9月12日