CN101812400A - 立式干法厌氧发酵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种厌氧发酵处理装置，其目的是：利用高压沼气进行搅拌、以回转横推式的方式，将有机废弃物进行处理的一种立式干法厌氧发酵装置；它由一个上层为密封的全混合式反应容器，下层是操作机房间的立式圆柱形罐体和进料泵构成，反应容器内直径方向有一墙楞与反应容器侧壁相接的隔墙：隔墙两侧的反应容器侧壁上设有不同高底的进料口、出料口，反应容器底部设有高压喷嘴；有机废弃物泵入反应容器后，发酵物料由于隔墙作用，绕着圆周方向运行，形成水平方向推流式运动、压缩沼气经喷嘴进入反应容器，将物料进行搅拌的发酵。本发明结构合理，单体容积大，反应器内无机械设备，具有成本低、处理效益高、产气率大、节约能源和无环境污染等优点。

Description

立式干法厌氧发酵装置
技术领域
本发明属能源利用和环境保护领域，涉及一种进行厌氧发酵处理的装置，特别是涉及一种有机废弃物立式干法厌氧发酵装置。
背景技术
有机废弃物，例如：农业废弃物，城市中家庭生活垃圾，畜牧业的畜禽粪尿，食品行业的废弃渣滓等，有机废弃物是最好的厌氧发酵原料，可以转化为替代能源的生物质沼气，同时沼渣也是很好的有机肥料。
有机废弃物的厌氧发酵技术，是使有机废弃物在厌氧生物菌衍生循环中，降解有机物，最终产出沼气、沼渣的生化反应过程。目前常用的有机废弃物的厌氧发酵技术，主要为湿法与干法两大类，发酵物料含固率在4～12％的为湿法发酵，发酵物料含固率在15～30％的为干法发酵；湿法发酵一般采用立式圆柱体全混合式反应器，因为发酵物料中的含固率低，因多种原因导致厌氧发酵速度偏低，为提高厌氧发酵速度，就得采用各种控制手段和设备来完成，因而导致单位有机废弃物所需要的反应器容积大，占地大，能耗高，投资大，单位容积产气率低，另产生大量的废水，还需进行二次处理，其投资大，难于市场化。干法发酵一般采用卧式塞流式反应装置，但是因为受制于进出料操作、搅拌等因素，固体物容易沉淀于底部，并需要固体物和菌种的回流作为接种物，反应器内难以保持一定的温度，影响有机物的厌氧发酵速度，效率较低；其反应器单体容积一般不能超过2000m3，同时存在着占地大，投资大的缺点。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有有机废弃物厌氧发酵反应装置存在的缺陷，而提供一种利用气泡搅拌、回转横推式的立式干法厌氧发酵反应装置，该装置反应器单体容积最高可达6000m3，并且具有占地小，发酵反应效率高，投资省，运行维护简单等优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一个立式圆柱形罐体1和进料泵2，所述的圆柱体罐体分为上下两层，上层为密封的全混合式反应容器3，下层为是操作机房间4，所述反应容器内直径方向有一堵隔墙6，高度从反应器底部一直到顶部，宽度是反应器直径的1/2～3/4，隔墙一墙楞与反应容器3侧壁相接；进料泵2通过管道与反应容器3相连接；所述反应容器上设有多个不同高度的进料口31、出料口32、重渣排出口33和浮渣清除口34，进料口31和出料口32位于隔墙6两侧，进料口31与出料口32的径向对面设有重渣排出口33；进料口31通过管道与进料泵2相连接；所述反应容器顶部设有沼气收集口35，沼气安全释放口36，料位计38、以及用于监视反应器内物料温度的温度探测器37，进料口31、出料口32、沼气收集口35、浮渣清除口34和重渣排出口33通过控制阀门或管道与外部设备连接，所述反应容器顶部还设有可密封的人孔39，用于反应容器的维护；根据反应容器容积及底部面积，在底部均匀布设300～600个喷嘴5，将经过压缩的高压沼气通过喷嘴注入反应容器3内，对反应容器内3的物料进行搅拌。
本发明的有益效果是，反应器单体容积可以达到6000m3甚至更大，反应器内的发酵物料含固率可以达到25～40％，同时厌氧微生物的浓度也得到很大程度的提高，使得单位容积的产气率大大提高。
附图说明
图1是本发明的结构剖视图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是本发明的结构俯视示意图。
图1、图2、图3中，1.圆柱形罐体，2.进料泵，3.反应容器，4.操作机房间，5.喷嘴，6.隔墙；31.进料口，32.出料口，33.重渣排出口，34.浮渣清除口，35.沼气收集口，36.沼气安全释放口，37.温度探测器，38.料位计，39.人孔。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方案作进一步阐述：经过预处理达到反应要求的有机废弃物由进料泵2通过进料口31泵入反应容器3，其进料泵2采用能够输送高浓度高粘度物质的往复泵、转子泵或螺杆泵，进料操作可以采用连续式，或者半连续式。发酵物料进入反应容器3以水平方向平推向前运动，由于隔墙6的隔断作用，必须绕着反应容器3的圆周运行一周，才能到达出料口32，有效防止了发酵物料的短路现象，沿着反应容器3内的圆周方向，形成推流式的反应状态，来延长发酵反应的周期。同时，通过安装在反应容器3底部的喷嘴5，利用高压沼气进行搅拌，在反应容器3内的竖直方向，形成完全混合式的反应状态；高压沼气搅拌管路系统以及控制阀门，在操作机房间4内实现，反应容器3可采用圆柱体钢罐或钢筋混凝土罐体。进出物料均通过管道进行。
本发明的反应容器3内没有任何机械搅拌装置，因此反应容器3单体容积可以不受限制，同时反应物料的含固率可以提高到25～40％。
物料经过充分的厌氧发酵反应后，到达出料口32，在推力作用下，通过出料口32排出；通过选择不同的进、出料口进行进、出料操作，可以调节反应容器3内的物料组成，为保证反应容器3内的物料处于最佳状态；不同高度的进料口31和出料口32的选择，可以通过设在每个不同高度的进、出料口的阀门控制排料来实现；厌氧反应产生的沼气，通过沼气收集口35收集后供后续利用。反应容器3内的重质残渣，可以通过重渣排出口33定期清除；反应容器3上温度探测器37用于监视反应器内物料发酵温度；反应容器3顶部的两组料位计38实时监控反应容器3内物料的高度，作为进出料操作的依据。当沼气产量超过正常值时，或者进、出料量短时间内超过正常进、出料量时，反应容器3内的压力将会随之升高或降低，反应容器3内的压力变化到达预先设定的阈值时，沼气安全释放口36自动打开泄压，以保护反应容器3的运行安全。
本发明结构合理，反应器内无机械设备、无可磨损的部件、无固体沉积物产生，能很好的控制发酵参数，维护与操作简单，具有成本低、处理效率高，密闭无废气释放，节约能源和无环境污染等优点。

Claims (7)

1.一种立式干法厌氧发酵装置，包括一个圆柱形罐体(1)，进料泵(2)，其特征在于：所述圆柱型罐体(1)的上层为密封反应容器(3)，下层为操作机房间(4)，所述的密封反应容器(3)的侧壁上设有进料口(31)、出料口(32)、重渣排出口(33)和浮渣清除口(34)，所述密封反应容器(3)的顶部设有沼气收集口(35)、沼气安全释放口(36)、温度探测器(37)、料位计(38)和人孔(39)；所述在反应容器(3)的底部设有喷嘴(5)，所述的进料泵(2)通过管道与反应容器(3)连接。
2.根据权利要求1所述立式干法厌氧发酵装置，其特征在于：所述的反应容器(3)内直径方向有一堵隔墙(6)，高度从反应容器(3)底部一直到顶部，宽度是反应容器直径的1/2～3/4。隔墙(6)一墙楞与反应容器(3)的侧壁相接。
3.根据权利要求1、2所述立式干法厌氧发酵装置，其特征在于：所述的进料口(31)和出料口(32)，分别位于隔墙(6)两侧，进料口(32)与进料泵(2)相连接；所述在反应容器(3)的侧壁上可设有多个不同高度的的进料口(31)和多个不同高度的的出料口(32)，通过管道与外部设备连接。
4.根据权利要求1所述立式干法厌氧发酵装置，其特征在于：所述的重渣排出口设于反应容器(3)进料口与出料口的径向对面的侧壁。
5.根据权利要求1所述立式干法厌氧发酵装置，其特征在于：所述的进料泵(2)为输送高浓度高粘度物质的往复泵。
6.根据权利要求1所述立式干法厌氧发酵装置，其特征在于：所述的进料泵(2)为转子泵或螺杆泵。
7.根据权利要求1所述立式干法厌氧发酵装置，其特征在于：所述的喷嘴(5)，其根据容积及底部面积，为300～600个高压沼气喷嘴，均匀布置。
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