CN103387936A - 一种提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量装置及其产沼气方法 - Google Patents

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Abstract

一种提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量装置及其产沼气方法涉及对餐厨垃圾进行处理的技术领域,属于固体废弃物资源化的技术领域。本发明完全混合反应室的内部设置与发动机的传动轴连接的搅拌桨;碱液箱的出口端连接碱液管的一端,碱液管的另一端位于完全混合反应室的上端面,碱液管上串接U型管,U型管与碱液箱之间的碱液管上设置电磁阀,pH电极探头、电磁阀分别通过电线与信号处理与控制器连接;完全混合反应室的侧壁上分别设置第一取样管、第二取样管、排液管;完全混合反应室的外周设置水浴室,水浴室的侧壁上分别设置回流水进水管、回流水出水管。本发明实现了工艺简单,自动化程度高,提高产沼气量,结构简单易操作的目的。

Description

一种提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量装置及其产沼气方法
技术领域
本发明涉及对餐厨垃圾进行处理的技术领域,属于固体废弃物资源化的技术领域。
 
背景技术
随着经济的发展和人民生活水平的提高,餐厨垃圾作为城市垃圾的重要组成部分,产生量逐年增大,在城市垃圾中所占比例也日趋上升。据调查,北京、上海、深圳、广州等千万级人口城市餐厨垃圾的产生量均超过1000t/d。
餐厨垃圾主要来源于人们的日常消费,一般来说,有毒有害物质少,富含蛋白质、油脂、淀粉等有机物,容易滋生微生物,污染环境。
目前,常见的餐厨垃圾处理方法有堆肥、填埋和厌氧消化等,但这些方法均存在不同形式的弊端。堆肥处理能耗较高、易腐败发臭、有机物所蕴含的能量不能充分利用;填埋处理则易造成有机质的浪费;厌氧消化存在酸化严重及产沼气量低等问题。
 
发明内容
本发明目的是提供一种工艺简单,自动化程度高,提高产沼气量,结构简单易操作的提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量装置及其产沼方法。
一种提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量装置,包括完全混合反应室,完全混合反应室的上部分别设置pH电极探头、进料口、电动机、排气管、液位传感器,完全混合反应室的内部设置与发动机的传动轴连接的搅拌桨;碱液箱的出口端连接碱液管的一端,碱液管的另一端位于完全混合反应室的上端面,碱液管上串接U型管,U型管与碱液箱之间的碱液管上设置电磁阀,pH电极探头、电磁阀分别通过电线与信号处理与控制器连接;完全混合反应室的侧壁上分别设置第一取样管、第二取样管、排液管;完全混合反应室的外周设置水浴室,水浴室的侧壁上分别设置回流水进水管、回流水出水管。
基于本发明的提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量装置的产沼方法,包括如下步骤:
第一步:首先对餐厨垃圾进行分类;
第二步:对分类后的垃圾进行机械粉碎和稀释,餐厨垃圾粉碎后的粒径在0.1~10mm之间,然后将粉碎后的餐厨垃圾稀释成含固率在10~20%之间的流体混合物,除去漂浮在混合液表面的油脂;
第三步:在第二步处理的流体混合物中添加驯化污泥、膨润土后经进料口投放到完全混合反应室中,流体混合物、驯化污泥、膨润土的投加比例为1:(0.048~0.330):(0.005~0.025);
第四步:经过完全混合反应室反应后排出沼气。
本发明采用上述技术方案,与现有技术相比具有如下优点:本发明通过对餐厨垃圾的预处理、餐厨垃圾与驯化污泥、膨润土的按比例投加、 pH反馈调节系统对完全混合反应室内的pH值的有效控制,解决了餐厨垃圾间歇进料厌氧消化的过程中的酸化问题,提高了餐厨垃圾厌氧消化的产沼气量,缩短了餐厨垃圾厌氧消化的停留时间,节约了运行的成本,能够在提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量的同时实现餐厨垃圾的减量化,是较好的提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量的方法。
本发明提出的提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量的方法,简单易行,操作方便,不仅解决了厌氧消化过程的酸化问题,同时也加快了厌氧消化速率,提高了沼气的产量和效率。
 
附图说明
图1是本发明产沼装置的结构示意图。
图中:1、碱液箱,2、电磁阀,3、U型管,4、碱液管,5、进料口,6、排气管,7、气囊,8、发动机,9、第一取样管,10、第二取样管,11、排泥管,12、完全混合反应室,13、搅拌浆,14、回流水进水管,15、水浴室,16、回流水出水管,17、pH电极探头,18、电线,19、信号处理与控制器,   20、气体流量计,21、脱硫滤管,22、液位传感器。
 
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明:
如图1所示,一种提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量装置,包括完全混合反应室12,完全混合反应室12的上部分别设置pH电极探头17、进料口5、电动机8、排气管6、液位传感器22,完全混合反应室12的内部设置与电动机8的传动轴连接的搅拌桨13;碱液箱1的出口端连接碱液管4的一端,碱液管4的另一端位于完全混合反应室12的上端面,碱液管4上串接U型管3,U型管3与碱液箱1之间的碱液管4上设置电磁阀2,pH电极探头17、电磁阀2分别通过电线18与信号处理与控制器19连接;完全混合反应室12的侧壁上分别设置第一取样管9、第二取样管10、排泥管11;完全混合反应室12的外周设置水浴室15,水浴室15的侧壁上分别设置回流水进水管14、回流水出水管16。
本发明碱液箱1内的碱液浓度为2mol/L。
本发明排气管6上串接脱硫滤管21、气体流量计20,排气管6的末端连接气囊7。
本发明的排气管6为橡胶管,排气管6上设有夹子。
基于本发明的提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量装置的产沼气方法,包括如下步骤:
第一步:首先对餐厨垃圾进行分类;
第二步:对分类后的垃圾进行机械粉碎和稀释,餐厨垃圾粉碎后的粒径在0.1~10mm之间,然后将粉碎后的餐厨垃圾稀释成含固率在10~20%之间的流体混合物,除去漂浮在混合液表面的油脂;
第三步:在第二步处理的流体混合物中添加驯化污泥、膨润土后经进料口5投放到完全混合反应室12中,流体混合物、驯化污泥、膨润土的投加比例为1:(0.048~0.330):(0.005~0.025);
第四步:经过完全混合反应室12反应后产生沼气。
基于本发明的提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量装置的产沼气方法,包括如下步骤:
第一步:首先对餐厨垃圾进行分类;
第二步:对分类后的垃圾进行机械粉碎和稀释,餐厨垃圾粉碎后的粒径在0.1~10mm之间,然后将粉碎后的餐厨垃圾稀释成含固率在13.3~14.5%之间的流体混合物,除去漂浮在混合液表面的油脂;
第三步:在第二步处理的流体混合物中添加驯化污泥、膨润土后经进料口5投放到完全混合反应室12中,流体混合物、驯化污泥、膨润土的投加比例为1:0.08:0.0125;
第四步:经过完全混合反应室12反应反应时,位于完全混合反应室12外周的水浴室15需要经过高温消化和低温消化,高温消化通过水浴加热控制温度在53~55℃,高温消化排出的沼渣和沼液经放置冷却至30℃左右后加入到中温消化装置中,中温消化在通过水浴控制在33~35℃下进行。
本发明的完全混合反应室12呈圆柱形桶状,其中包括搅拌浆13,搅拌浆13由位于反应器上部顶盖中心的搅拌电动机2驱动。完全混合反应室部分柱壁上从上到下依次有用于取上清液的第一取样管9、用于取驯化污泥的第二取样管10、排泥管11。水浴部分用于对完全混合反应室部分的温度进行调节,包括有回流水进水管14和回流出水管16。沼气收集装置由排气管6、脱硫滤管21、气体流量计20和气囊7组成,排气管6为橡胶管,用橡胶管将脱硫滤管21、气体流量计20与气囊7连接,橡胶管上设有夹子。
本发明的pH反馈调节系统由pH电极探头17采集信号,然后通过电线18传输给信号处理与控制器19,信号处理与控制器19通过电线18将控制信号传给电磁阀2,从而实现自动控制碱液槽1内的浓度为2mol/L的碱液投放到完全混合反应室12内。当pH值上升到大于等于7.0时,再次通过上述路径进行反馈断开电磁阀2,停止投放碱液。
本发明的液位传感器22,用于监测完全混合反应室12内的液位,防止液位过高堵塞排气口。进料口5用于给装置进反应底物,下端浸入反应液中,进料时可先用玻璃棒通一下,而后进料。

Claims (8)

1.一种提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量装置,其特征在于包括完全混合反应室(12),完全混合反应室(12)的上部分别设置pH电极探头(17)、进料口(5)、电动机(8)、排气管(6)、液位传感器(22),完全混合反应室(12)的内部设置与发动机(8)的传动轴连接的搅拌桨(13);碱液箱(1)的出口端连接碱液管(4)的一端,碱液管(4)的另一端位于完全混合反应室(12)的上端面,碱液管(4)上串接U型管(3),U型管(3)与碱液箱(1)之间的碱液管(4)上设置电磁阀(2),pH电极探头(17)、电磁阀(2)分别通过电线(18)与信号处理与控制器(19)连接;完全混合反应室(12)的侧壁上分别设置第一取样管(9)、第二取样管(10)、排泥管(11);完全混合反应室(12)的外周设置水浴室(15),水浴室(15)的侧壁上分别设置回流水进水管(14)、回流水出水管(16)。
2.根据权利要求1所述的提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量装置,其特征在于上述碱液箱(1)内的碱液浓度为2mol/L。
3.根据权利要求1所述的提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量装置,其特征在于上述排气管(6)上串接脱硫滤管(21)、气体流量计(20),排气管(6)的末端连接气囊(7)。
4.根据权利要求3所述的提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量装置,其特征在于上述排气管(6)为橡胶管,排气管(6)上设有夹子。
5.基于权利要求1所述的提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量装置的产沼方法,其特征在于包括如下步骤:
第一步:首先对餐厨垃圾进行分类;
第二步:对分类后的垃圾进行机械粉碎和稀释,餐厨垃圾粉碎后的粒径在0.1~10mm之间,然后将粉碎后的餐厨垃圾稀释成含固率在10~20%之间的流体混合物,除去漂浮在混合液表面的油脂;
第三步:在第二步处理的流体混合物中添加驯化污泥、膨润土后经进料口(5)投放到完全混合反应室(12)中,流体混合物、驯化污泥、膨润土的投加比例为1:(0.048~0.330):(0.005~0.025);
第四步:经过完全混合反应室(12)反应后产生沼气。
6.根据权利要求5所述的提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量装置的产沼方法,其特征在于上述第二步中将粉碎后的餐厨垃圾稀释成含固率在13.3%~14.5之间的流体混合物。
7.根据权利要求5所述的提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量装置的产沼方法,其特征在于上述第三步中流体混合物、驯化污泥、膨润土的投加比例为1:0.08:0.0125。
8.根据权利要求5所述的提高餐厨垃圾厌氧消化产沼气量装置的产沼方法,其特征在于上述第四步完全混合反应室(12)反应时,位于完全混合反应室(12)外周的水浴室(15)需要经过高温消化和低温消化,高温消化通过水浴加热控制温度在53~55℃,高温消化排出的沼渣和沼液经放置冷却至30℃左右后加入到中温消化装置中,中温消化在通过水浴控制在33~35℃下进行。
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