一種柱式厭氧—好氧一體化發酵裝置的製作方法

2023-05-28 22:25:06

專利名稱：一種柱式厭氧—好氧一體化發酵裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及能源利用技術領域，是一種柱式厭氧——好氧一體化發酵裝置。
技術背景隨著社會主義新農村的建設進程的推進，村民生活水平在提高的同時，農戶傳統 的生活模式也逐漸發生了改變，由此帶來了新的環境汙染和資源浪費，造成了鄉鎮和農村 嚴重的髒、亂、差現象。據國家環保部的數據，我國農村每年產生的生活垃圾2. 8億多噸，大 部分隨意堆置或傾倒進河湖或溝渠，致使蚊蠅滋生、臭氣瀰漫。這些問題導致我國農村目前 普遍存在著垃圾亂倒、糞土亂堆、柴草亂垛的現象。這些廢棄物在環境中堆積常常產生各種 有害微生物，在汙染環境的同時還嚴重的危害人們的健康。因此，我國城郊農村汙染形勢是 嚴峻的，如不加以治理，將會引發更大的環境問題。幹法厭氧發酵是指TS質量分數20 % 50 %的厭氧發酵處理工藝。幹法工藝具有 明顯的優勢，可以適應各種來源的固體有機廢棄物；運行費用低，並提高了容積產能能力； 需水量低或不需水，節約水資源；產生沼液少，廢渣含水量低，後續處理費用低；運行過程 穩定，無溼法工藝中的浮渣、沉澱等問題；減少了臭氣排放。幹法厭氧發酵可以作為固體廢 棄物無害化、資源化處理的有效方法，迄今為止，已經有一些關於幹發酵工藝參數優化及堆 肥過程中作用機理的探索及研究，但是適合我國農村特徵及經濟發轉狀況的幹發酵反應設 備、沼渣處理的研究不僅是熱點也是難點。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種柱式厭氧——好氧一體化發酵裝置，以求在幹發 酵技術、理論發展及實際應用經驗的基礎上，對有機固體廢棄物進行乾式厭氧產沼發酵，並 在進行「厭氧產氣」發酵過程之後，讓罐體內的固體有機廢棄物進行「好氧制肥」發酵過程， 進行沼渣一體化處理，以解決固體廢棄物處理處置及發酵生產中出現的有待完善的問題， 擴大固體廢棄物實時實地處理的範圍和水平。能夠實現農村、城鎮居民區、畜禽養殖場等地 的生活垃圾及畜禽糞便等固體廢棄物得到就地、及時、方便地處置。為實現上述目的，本實用新型的技術解決方案是一種柱式厭氧——好氧一體化發酵裝置，包括發酵罐、氣體儲存袋、空氣壓縮機、 電熱機、管道；發酵罐包括雙層罐體、保溫層與頂蓋，罐體內水平設置有一層篩板，上層為發 酵倉，下層為氣體緩衝室和滲濾液儲存池；罐體為一個雙層圓柱形碗狀體，兩層之間有保溫 層，罐體上端的進出料口與頂蓋密封固接，頂蓋上設有氣體出口 ；其罐體下端設有進氣口 ； 罐體外，氣體出口與氣體儲存袋相連通，氣體儲存袋以管道順序連接空氣壓縮機、電熱機， 電熱機再經管道與罐體下端的進氣口相連通；在氣體儲存袋上設有閥門，在氣體儲存袋與 空氣壓縮機相連的管路上有另一閥門；氣體儲存袋上的閥門經管道連接有儲氣罐。在罐體內壁上安裝有多個溫度探頭，氣體儲存袋中有沼氣，空氣壓縮機、電熱機與 電源連接。[0008]所述的一體化發酵裝置，其所述發酵罐的直徑為0. 5 2m，高度為1. 5 !3m。所述的一體化發酵裝置，其所述篩板上層為發酵倉，篩板下層為氣體緩衝室和滲 濾液暫存池，上、下層高度的比例為6 1 4 1，篩孔的直徑為0.25 1.00cm。所述的一體化發酵裝置，其所述另一閥門，為三通閥門，其一輸入端與氣體儲存袋 相通，另一輸入端與大氣/沼氣儲罐相通，輸出端與空氣壓縮機相通。所述的一體化發酵裝置，其所述罐體內壁上的多個溫度探頭，分布於反應艙。所述的一體化發酵裝置，其所述氣體儲存袋，其容積是幹發酵裝置發酵倉的1倍。本實用新型的有益效果是，所提供的一種柱式厭氧——好氧一體化發酵裝置，能 夠實現農村生活垃圾、種植業廢棄物、牲畜糞便得到就地、及時的處理處置，對厭氧幹發酵 和好氧堆肥工藝進行一體化處理，可使操作過程更加方便，裝/出料簡便，對厭氧幹發酵中 的沼渣好氧堆肥，提高沼渣的資源化利用率，可以節省能源和降低運行成本，達到提高農村 居民的環境水平，垃圾亂倒、糞土亂堆、柴草亂垛的現象。

圖1為本實用新型的一種柱式厭氧——好氧一體化發酵裝置結構示意圖。附圖標號，1-頂蓋；2-罐體；3-氣體儲存袋；4-氣體出口 ；6-篩板；7_空氣壓縮 機；8-電熱機；9a，9b-閥門；10-保溫層；11-反應艙；12-氣體緩衝室；13a、13b_溫度探頭； 14-管道；15-進氣口。
具體實施方式
結合圖1對本實用新型作詳細描述。本實用新型的一種柱式厭氧——好氧一體化發酵裝置，其具體結構如圖1所示 柱式厭氧好氧一體化發酵裝置，包括發酵罐2、氣體儲存袋3、空氣壓縮機7、電熱機8、管道 14。發酵罐包括罐體2、保溫層10與頂蓋1，罐體2為一個雙層圓柱形碗狀體，兩層之間有 保溫層10，罐體2上端的進出料口與頂蓋1之間以法蘭盤密封固接，頂蓋1上設有氣體出口 4。罐體2內水平設置有篩板，篩孔的直徑為0. 25 1. OOcm,篩板6與頂蓋1間為反應艙， 篩板6與罐底為氣體緩衝室12，上、下層高度的比例為6 1 4 1，罐體2下端設有進 氣口 15。罐體2外，氣體出口 4與氣體儲存袋3相連通，氣體儲存袋3以管道14順序連接 空氣壓縮機7、電熱機8，電熱機8再經管道14與罐體2下端的進氣口 15相連通；在氣體 儲存袋3上設有閥門9a，在氣體儲存袋3與空氣壓縮機7相連的管道14上有另一閥門％。 另一閥門％，為三通閥門，其一輸入端與氣體儲存袋3相通，另一輸入端與大氣相通，輸出 端與空氣壓縮機7相通。氣體儲存袋3的容積是幹發酵裝置發酵倉的1倍。氣體儲存袋3中有沼氣，空氣 壓縮機7、電熱機8與電源連接。在罐體2側壁的1/2到2/3處共設有3個取樣口。罐體2內壁上設有多個溫度探 頭13，多個溫度探頭13分布於反應艙11、氣體緩衝室12。本實用新型一種柱式厭氧——好氧一體化發酵裝置其流程包括步驟A)把另一閥門9b設為沼氣儲罐(圖中沒有示出)與空氣壓縮機7導通，接通電源，啟動空氣壓縮機7、電熱機8，將沼氣儲罐中的沼氣衝入罐體2內，同時，電熱機8對管道 14中通入的沼氣加熱，實現低溫啟動。B)熱沼氣對罐體2內的物料加溫，進行「厭氧產氣」發酵過程，發酵中產生的氣體 輸入氣體儲存袋3;同時罐體夾層的保溫層10對發酵過程保溫，實現將厭氧發酵中的溫度 控制在20°C 30°C左右；調節氣體儲存袋3上的閥門9a開啟的大小、及管道14上的另一閥門9b開啟的大 小，同時或單獨調節電熱機8的加熱溫度，進行溫度控制。C) 「厭氧產氣」發酵過程之後，把另一閥門9b設為大氣與空氣壓縮機7導通，對罐 體2內沼渣的固體物料進行「好氧制肥」發酵。D)在罐體2內好氧堆肥完成後，堆肥由罐體2上端的進出料口 1取出使用。本實用新型為沼渣一體化處理的設計，在進行「厭氧產氣」發酵過程之後，讓罐體 2內的固體有機廢棄物進行「好氧制肥」發酵過程，進行沼渣一體化處理，在厭氧發酵後，沼 渣不需取出可直接用於好氧堆肥，提高沼渣的資源化利用，使得上述發酵系統連續穩定地 生產沼氣和/或有機肥料。
權利要求1.一種柱式厭氧——好氧一體化發酵裝置，包括發酵罐、氣體儲存袋、空氣壓縮機、電 熱機、管道；發酵罐包括雙層罐體、保溫層與頂蓋，罐體內水平設置有一層篩板，上層為發酵 倉，下層為氣體緩衝室和滲濾液儲存池；罐體為一個雙層圓柱形碗狀體，兩層之間有保溫 層，罐體上端的進出料口與頂蓋密封固接，頂蓋上設有氣體出口 ；其特徵在於罐體下端設 有進氣口 ；罐體外，氣體出口與氣體儲存袋相連通，氣體儲存袋以管道順序連接空氣壓縮 機、電熱機，電熱機再經管道與罐體下端的進氣口相連通；在氣體儲存袋上設有閥門，在氣 體儲存袋與空氣壓縮機相連的管路上有另一閥門；氣體儲存袋上的閥門經管道連接有儲氣 罐；在罐體內壁上安裝有多個溫度探頭，氣體儲存袋中有沼氣，空氣壓縮機、電熱機與電源 連接。
2.根據權利要求1所述的一體化發酵裝置，其特徵在於所述發酵罐的直徑為0.5 2. 0m，高度為1. 5 3m。
3.根據權利要求1所述的一體化發酵裝置，其特徵在於所述篩板上層為發酵倉，篩板 下層為氣體緩衝室和滲濾液暫存池，上、下層高度的比例為6 1 4 1，篩孔的直徑為 0. 25 1. OOcm0
4.根據權利要求1所述的一體化發酵裝置，其特徵在於所述另一閥門，為三通閥門， 其一輸入端與氣體儲存袋相通，另一輸入端與大氣/沼氣儲罐相通，輸出端與空氣壓縮機 相通。
5.根據權利要求1所述的一體化發酵裝置，其特徵在於所述罐體內壁上的多個溫度 探頭，分布於氣體緩衝室、反應艙。
6.根據權利要求1所述的一體化發酵裝置，其特徵在於所述氣體儲存袋，其最大容積 是幹發酵裝置發酵倉的1倍。
專利摘要本實用新型公開了一種柱式厭氧—好氧一體化發酵裝置，涉及環保及能源技術，該裝置反應罐包括罐體、保溫層與頂蓋，罐外順序連接氣體儲存袋、空氣壓縮機、電熱機；氣體儲存袋中有沼氣。該一體化發酵裝置，在厭氧發酵起始階段，空氣壓縮機經管道將沼氣衝入罐體，形成厭氧環境；同時，電熱機對通入的沼氣進行加熱，以加熱罐體內物料，保溫層保溫，解決低溫條件下厭氧發酵難啟動及過程溫度難控制問題；在厭氧發酵結束後，經管道向罐體內通入空氣，對沼渣進行好氧堆肥發酵。本實用新型對沼渣一體化處理，結束後，沼渣製備的有機肥可以直接取出使用，使發酵系統連續穩定生產沼氣和/或有機肥料。
文檔編號C12M1/107GK201883042SQ2010206435
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者夏訓峰, 席北鬥, 常霄靜, 張列宇, 楊天學, 趙越, 趙穎, 魏自民 申請人:中國環境科學研究院