CN103614288A - 一种有机垃圾高固体厌氧反应装置及厌氧反应方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有机垃圾高固体厌氧反应装置及厌氧反应方法，该装置包括粉碎机、预处理池和厌氧发酵罐，粉碎机设置在预处理池的上方，预处理池的出料口下方设置有螺旋输送装置，螺旋输送装置与厌氧发酵罐连接；厌氧发酵罐底部连接有集液管，与四通管件连接，四通管件的其他三个端口分别连接排水管、预处理池回流管和沼液喷淋回流管，在厌氧发酵罐内由上至下依次设置有喷淋穿孔板和筛板，本发明的有机垃圾高固体厌氧反应装置，集物料的粉碎及预处理、发酵与一体，保证了物料的均匀，利于厌氧发酵过程，并通过发酵液回流调节物料的固体浓度及均匀度，实现有机垃圾的稳定发酵。具有适应性广泛、处理效率高、布置紧凑、运行稳定、占地面积小等特点。

Description

一种有机垃圾高固体厌氧反应装置及厌氧反应方法

技术领域

本发明涉及一种有机垃圾高固体厌氧反应装置及厌氧反应方法，属于废弃物资源化利用技术领域。

背景技术

干发酵法（Dry fermentation），即高固体厌氧消化，它是指以固体有机废物为原料，在无流动水的条件下进行沼气发酵的工艺，微生物的生长及所形成的产物均在基质的表面。其主要特点是发酵体系没有游离水存在，微生物是在其有足够湿度的固态底物上进行反应，底物则既不溶于水，也不悬浮于水中。它不仅起到一个提供碳源、氮源、水分、无机物和其它营养物的作用，同时也为微生物的生长提供了一个固定的位置，因此该过程很类似于在自然环境中所发生的微生物反应。它是解决能源危机、治理环境污染的重要手段之一，是绿色生产的主要工具。干发酵法发酵反应体系中的总固体含量可达到20-50%，而传统的湿发酵工艺中固态物含量低于8%，因此相对于传统的湿发酵工艺，干发酵处理工艺的具有明显优点：（1）明显提高了容积产能能力，提高了池容产气率和池容效率；（2）需水量低或不需水，节约水资源和能源；（3）产生的沼液少，废渣含水量低，消化后的产品不需脱水即可作为肥料或土壤调节剂使用，简化了处理操作，后续处理费用低，降低了成本。这些优点引起了国内外研究者对干发酵在处理城市生活垃圾和农林残余物方面的广泛重视。

因为干发酵技术是相对较新的技术，相对于污水处理还没有很合适的厌氧反应器物料进出装置，所以干发酵多半采用批次进料方式，同时由于盐和重金属类的浓度高，这类毒性抑制作用比较常见。碳氮比较低时，氨毒性是一个主要问题。近年来，国内的研究人员开发了一些可连续进料的装置，但还没有大规模运行的实例。

中国专利文献CN102242057A（201010170850.8）公开了一种螺旋筒式干发酵装置，可实现持续进出料。该装置采用螺旋挤压进料系统和螺旋挤压出料系统，通过物料的在密封套筒的高密度积聚，实现了干发酵装置的持续进出料和连续发酵。中国专利文献CN102453731A（专利号：201010529277.5）公开了一种连续式干发酵制取沼气的工艺及设备，主要设备包括储料仓、计量皮带、集料皮带、螺旋送料机、搅拌机、进料螺旋、提升机、进料机、发酵罐、储气柜、沼气出气管、喷淋管、换热器、喷淋泵、出料螺旋、集料螺旋、出料机、回收螺旋、分流螺旋和控制系统等。以上两项专利均未考虑物料粉碎与预处理过程、物料不均、装置复杂等因素，不能确保干发酵过程的长期稳定运行。

中国专利CN103131631A（专利号：201310049692.4）公开了一种利用高浓度固体原料制备生物燃气的干发酵装置，该装置的进料口设在罐体顶部或顶盖上，采用顶部进料，底螺旋出料装置进行出料，旋转喷淋装置由电机（含减速机）、联轴器、轴，上端封闭式水管、布液槽、穿孔喷淋管、喷淋孔、水管旋转接头、供液管组成，虽然在一定程度上可以达到接种均匀，但该装置存在以下缺点：1、该装置采用顶部进料的方式不能保证物料先进先出，先进物料与后进物料混合在一起，后进的物料有时还未完全发酵，就被螺旋输出装置输出发酵罐外，导致后进物料发酵不均匀，严重影响产气、及发酵液质量，虽然采用了布料装置，但效果不佳，并且增大了发酵罐的成本，2、该装置采用顶部进料的方式，旋转喷淋装置位于发酵罐的顶部，顶部进料容易堵塞旋转喷淋装置，3、该装置结构复杂，使用的动力设备比较多，造价高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种有机垃圾高固体厌氧反应装置，本发明还提供一种利用有机垃圾高固体厌氧反应装置进行厌氧反应的方法。

本发明的技术方案如下：

一种有机垃圾高固体厌氧反应装置，包括粉碎机、预处理池和厌氧发酵罐，粉碎机设置在预处理池的上方，所述的预处理池顶部设置有移动式盖板，底部设置有出料口，粉碎机的出料口穿过预处理池的盖板与预处理池内部连通，预处理池的出料口下方设置有螺旋输送装置，预处理池的出料口周边与螺旋输送装置的进料口密封连接，螺旋输送装置的出料口与厌氧发酵罐的进料口连接；

所述的厌氧发酵罐为一立式发酵罐，在厌氧发酵罐的顶部设置有出气口，出气口外接沼气管道，在厌氧发酵罐的侧壁上部设置有出料口和取样口，厌氧发酵罐的底部连接有集液管，在集液管的管路上设置有回流泵，集液管的出口与四通管件连接，四通管件的其他三个端口分别连接排水管、预处理池回流管和沼液喷淋回流管，预处理池回流管的一端与四通管件的其中一个端口连接，另一端与预处理池连通，沼液喷淋回流管的一端与四通管件的其中一个端口连接，另一端从厌氧发酵罐的顶部穿过延伸至厌氧发酵罐内，在厌氧发酵罐内由上至下依次设置有喷淋穿孔板和筛板，厌氧发酵罐顶部与喷淋穿孔板之间的区域为气室，喷淋穿孔板与筛板之间的区域为喷淋区，筛板与进料口之间的区域为发酵区，进料口至厌氧发酵罐底部的区域为渗滤层。

本发明优选的，所述厌氧发酵罐的渗滤层的空腔内填充有卵石，卵石的平均粒径为2～3cm。渗滤层用于收集发酵液进行回流，渗滤层内填充有卵石，以便于渗滤液下渗，卵石的设置减缓了发酵液的流速，卵石对发酵液起混合作用，发酵液通过再分布，使发酵液成分更加均匀。

优选的，沼液喷淋回流管位于厌氧发酵罐内的一端管口扩为喇叭状，喇叭状管口距离穿孔板的距离为30～50cm，所述喷淋区高度为20～35cm，为使发酵更加充分，沼气产量更大、气体成分稳定，所述发酵区的高度为2.0～4.5m。

优选的，预处理池回流管的一端与四通管件的其中一个端口连接，另一端连接在预处理池的顶部并与预处理池内部连通，在排水管、预处理池回流管和沼液喷淋回流管的管路上分别设置有控制管路连通或闭合的蝶阀。

为了便于操作，本发明的集液管出口与厌氧发酵罐的出料口位于厌氧发酵罐侧壁的同一侧，出料口位于筛板的下方。筛板起隔挡、过滤的作用，防止发酵后的物料渣进入喷淋区内，堵塞喷淋穿孔板，保证了气室正常产气、排气，喷淋区正常喷淋。

本发明优选的，在厌氧发酵罐的罐体侧壁外部设置保温层，保温层的厚度为8～10cm，保温材料选用聚氨酯，保温层外包覆有彩钢板，所述的厌氧发酵罐采用玻璃钢或不锈钢制作。

本发明优选的，喷淋穿孔板上小孔的孔径为0.3～0.8cm，孔与孔的中心间距3～5cm，所述的筛板型式为条缝筛板，筛板的材料采用不锈钢材料。本发明筛板条缝的间距根据厌氧罐的直径确定。本发明的喷淋穿孔板上小孔的孔径、孔与孔的中心间距以及喷淋区的高度是特定选择的，均是为发酵液喷淋的更全面，无死角，发酵液与物料更充分接触，使发酵液分布更均匀，发酵更充分。喇叭状管口距离穿孔板的距离为30～50cm，使发酵液在喷淋穿孔板上布液更均匀，筛板的设置，不容易堵塞喷淋穿孔板。

本发明优选的，所述厌氧发酵罐侧壁下部设置有用于大出料或检修的液压启闭门，所述的液压启闭门与厌氧发酵罐的进料口相对。

本发明优选的，所述的预处理池有效容积为厌氧发酵区有效容积的1/10～1/15，厌氧发酵罐的底部呈倒圆锥形，倒圆锥形的锥角为100～120°，优选的，所述的进料口位于倒圆锥形侧壁的上部。从厌氧罐发酵区收集的发酵液回流至预处理池内与粉碎后的垃圾在预处理池内混合，同时根据需要添加辅助药剂或菌剂，在预处理池内搅拌后堆沤预处理24～36h。

本发明优选的，在预处理池内还设置有搅拌装置，所述的回流泵的功率为0.75kW，流量为10m³/h，扬程为10m；所述粉碎机的功率为1.5-3.0kW，粉碎能力为200～350kg/h。

本发明的有机垃圾高固体厌氧反应装置适用于村镇的有机垃圾的发酵产沼气，粉碎后有机垃圾在厌氧发酵罐中停留15～20天进行厌氧发酵，厌氧发酵罐的适宜有效容积为5～30立方米。所述的村镇的有机垃圾包括有机生活垃圾、食品加工废弃物、养殖废弃物等。

本发明还提供一种利用有机垃圾高固体厌氧反应装置进行厌氧反应的方法，步骤如下：

（1）分类后的有机垃圾填入粉碎机，经粉碎机粉碎至粒径1～2cm，

（2）经步骤（1）粉碎后的有机垃圾进入预处理池，初次进料时加入有机垃圾重量20～30%的厌氧污泥，搅拌均匀，搅拌后堆沤预处理24～36h，所述的厌氧污泥的含水率为40～50%；正常运行后，每次进料时，同向预处理池加入粉碎后的有机垃圾重量1/2～1/3的发酵液，开启回流泵和预处理池回流管上的蝶阀，通过预处理池回流管向预处理池回流发酵液；

（3）然后开启螺旋输送装置，将经步骤（2）处理后的有机垃圾输入至厌氧发酵罐内进行厌氧发酵15～20天，厌氧发酵产生的发酵液通过预处理池回流管回流至步骤（2）中的预处理池中，每日开启沼液喷淋回流管喷淋发酵液5～8min，所述的每日发酵液的加入量占厌氧发酵罐内物料的10～20%。

上述的厌氧污泥取自运行良好的沼气池产生的厌氧污泥。厌氧污泥起到预接种的作用，可对物料进行有效的预处理，便于物料厌氧发酵的充分进行，本领域的技术人员可以根据上述厌氧污泥的作用选取现有已知的厌氧污泥。

本发明所述的有机垃圾高固体厌氧反应装置，物料的粉碎及预处理、发酵的整个过程，以及发酵液回流到预处理池是一个整体结构完成的，通过螺旋输送装置及发酵罐内的导排措施，确保了高固体物料的连续进出料，并通过发酵液回流调节物料的固体浓度及均匀度，实现有机垃圾的稳定发酵。本装置具有适应性广泛、处理效率高、布置紧凑、运行稳定、占地面积小等特点。

本发明的有机垃圾高固体厌氧反应装置采用发酵罐外螺旋输送装置进行进料，从厌氧发酵罐体底部的进料口进料，前期加入的物料为螺旋输送的推力被向上推，形成上推流，此种方式不易形成板结和塔桥现象，上推流与喷淋系统喷淋形式相配合发酵，发酵液喷淋到物料上表面通过物料之间的缝隙逐渐向下渗透，在渗透的过程中与物料充分接触，同时进行生物厌氧反应过程，能使发酵液和物料充分接触，提高制气率，发酵更充分。本发明的喷淋装置结构更简单，成本更低，喷淋更均匀，无死角。

本发明具有以下优点：

1、本发明的有机垃圾高固体厌氧反应装置，设置有粉碎机、预处理池，集物料的粉碎及预处理、发酵与一体，便于物料的后续进出料，同时保证了物料的均匀，利于厌氧发酵过程，预处理池，并将厌氧发酵罐中的发酵液回流，起到预接种的作用，并可根据需要添加微生物菌剂或调节pH值等进行预处理。预处理池内安装搅拌装置，保证了物料与接种物的充分接触，通过的24～36h堆沤，可对物料进行有效的预处理，便于物料厌氧发酵的充分进行。采用的螺旋输送装置可用于输送较高浓度的固体物料，确保干发酵装置顺利进出料，进料的同时将发酵好的物料自动出料，无需另设出料机械，操作方便。通过螺旋输送装置及发酵罐内的导排措施，确保了高固体物料的连续进出料，并通过发酵液回流调节物料的固体浓度及均匀度，实现有机垃圾的稳定发酵。本装置具有适应性广泛、处理效率高、布置紧凑、运行稳定、占地面积小等特点。

2、本发明渗滤层的设置，用于收集发酵液进行回流，渗滤层内填充有卵石，以便于渗滤液下渗，卵石的设置减缓了发酵液的流速，卵石对发酵液起混合作用，发酵液通过再分布，使发酵液成分更加均匀。

3、本发明的有机垃圾高固体厌氧反应装置可以处理有机生活垃圾、蔬果废弃物、园林废物、食品加工下脚料等多种废弃物，应用范围广泛。

4、本发明的厌氧反应方法涵盖了有机垃圾等固体废弃物从原料粉碎、预处理、输送至厌氧干发酵的整个过程，无需另行建设其他存储池、处理池，装置容积及占地面积小，处理效率高，可实现连续进出料，特别适合村镇小区的有机生活垃圾处理。

5、本发明的有机垃圾高固体厌氧反应装置整个装置密封良好，不会散发臭气，滋生蚊蝇，易于保持环境整洁。

附图说明

图1是本发明的有机垃圾高固体厌氧反应装置总体纵向结构示意图；

图2是本发明的有机垃圾高固体厌氧反应装置的俯视结构示意图；

图3是厌氧发酵罐的内部结构示意图；

图4是喷淋穿孔板的结构示意图；

图5是筛板的结构示意图；

其中：1、粉碎机；2、预处理池；3、螺旋输送装置；4、厌氧发酵罐；5、回流泵；6、沼液喷淋回流管；7、预处理池回流管8、排水管；9、电机；10、气室；11、喷淋区；12、发酵区；13、渗滤层；14、出气口；15、出料口；16、喷淋穿孔板；17、筛板；18、集液管；19、蝶阀；20、沼气管道；21、液压启闭门；22、四通管件。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步描述，但本发明保护范围不限于此。

实施例1

一种有机垃圾高固体厌氧反应装置，结构如图1-图5所示，包括粉碎机1、预处理池2和厌氧发酵罐4，粉碎机1设置在预处理池2的上方，预处理池2顶部设置有移动式盖板，底部设置有出料口，粉碎机1的出料口穿过预处理池2的盖板与预处理池2内部连通，预处理池2的出料口下方设置有螺旋输送装置3，预处理池2的出料口周边与螺旋输送装置3的进料口密封连接，在预处理池2内还设置有搅拌装置，螺旋输送装置3的出料口与厌氧发酵罐4的进料口连接；

厌氧发酵罐4为一立式发酵罐，在厌氧发酵罐4的顶部设置有出气口14，出气口14外接沼气管道20，在厌氧发酵罐4的侧壁上部设置有出料口15和取样口，厌氧发酵罐4的底部连接有集液管18，在集液管18的管路上设置有回流泵5，所述的回流泵5的功率为0.75kW，流量为10m³/h，扬程为10m；集液管18的出口与四通管件22连接，四通管件22的其他三个端口分别连接排水管8、预处理池回流管7和沼液喷淋回流管6，预处理池回流管7的一端与四通管件22的其中一个端口连接，另一端连接在预处理池2的顶部并与预处理池2内部连通，沼液喷淋回流管6的一端与四通管件22的其中一个端口连接，另一端从厌氧发酵罐4的顶部穿过延伸至厌氧发酵罐4内，在厌氧发酵罐4内由上至下依次设置有喷淋穿孔板16和筛板17，厌氧发酵罐4顶部与喷淋穿孔板16之间的区域为气室10，喷淋穿孔板16与筛板17之间的区域为喷淋区11，筛板17与进料口之间的区域为发酵区12，进料口至厌氧发酵罐4底部的区域为渗滤层13。在渗滤层13的空腔内填充有卵石，卵石的平均粒径为2cm。

沼液喷淋回流管6位于厌氧发酵罐4内的一端管口扩为喇叭状，喇叭状管口距离喷淋穿孔板的距离为30cm，所述喷淋区高度为20cm。所述发酵区的高度为2m。集液管出口与厌氧发酵罐的出料口位于厌氧发酵罐侧壁的同一侧。在厌氧发酵罐的罐体侧壁外部设置保温层，保温层的厚度为8cm，保温材料选用聚氨酯，保温层外包覆有彩钢板，厌氧发酵罐材质为玻璃钢。

在排水管8、预处理池回流管7和沼液喷淋回流管6的管路上分别设置有控制管路连通或闭合的蝶阀19。为了便于操作，集液管18的出口与厌氧发酵罐的出料口15位于厌氧发酵罐侧壁的同一侧，出料口15位于筛板17的下方。筛板起隔挡、过滤的作用，防止发酵后的物料渣进入喷淋区内，堵塞喷淋穿孔板，保证了气室正常产气、排气，喷淋区正常喷淋。

喷淋穿孔板上小孔的孔径为0.5cm，孔与孔的中心间距5cm，所述的筛板型式为条缝筛板，筛板的材料采用不锈钢材料。所述厌氧发酵罐侧壁下部设置有用于大出料或检修的液压启闭门，所述的液压启闭门与厌氧发酵罐的进料口相对。所述的预处理池有效容积为厌氧发酵区有效容积的1/10，厌氧发酵罐的底部呈倒圆锥形，倒圆锥形的锥角为100°，所述的进料口位于倒圆锥形侧壁的上部。

实施例2

一种有机垃圾高固体厌氧反应装置，结构如实施例1所示，不同之处在于，

在渗滤层13的空腔内填充有卵石，卵石的平均粒径为3cm。

沼液喷淋回流管6位于厌氧发酵罐4内的一端管口扩为喇叭状，喇叭状管口距离穿孔板的距离为50cm，所述喷淋区高度为35cm。所述发酵区的高度为4.5m。保温层的厚度为10cm，喷淋穿孔板上小孔的孔径为0.3cm，孔与孔的中心间距3cm，所述的预处理池有效容积为厌氧发酵区有效容积的1/15，厌氧发酵罐的底部呈倒圆锥形，倒圆锥形的锥角为120°。

实施例3

一种有机垃圾高固体厌氧反应装置，结构如实施例1所示，不同之处在于，

在渗滤层13的空腔内填充有卵石，卵石的平均粒径为2.5cm。

沼液喷淋回流管6位于厌氧发酵罐4内的一端管口扩为喇叭状，喇叭状管口距离穿孔板的距离为35cm，所述喷淋区高度为30cm。所述发酵区的高度为3m。保温层的厚度为9cm，喷淋穿孔板上小孔的孔径为0.5cm，孔与孔的中心间距4cm，所述的预处理池有效容积为厌氧发酵区有效容积的1/12，厌氧发酵罐的底部呈倒圆锥形，倒圆锥形的锥角为110°。

实施例4

利用实施例1的有机垃圾高固体厌氧反应装置对有150户居民的村庄所产有机生活垃圾进行厌氧反应的方法，步骤如下：：

150户村庄每天产生的有机生活垃圾为400kg，含餐厨垃圾、果蔬废物、树叶青草园林废物，

（1）有机生活垃圾填入粉碎机，经粉碎机粉碎至粒径1cm，粉碎机1功率为1.5kW，粉碎能力为250kg/h

（2）粉碎后的有机生活垃圾进入预处理池，初次进料时加入80kg的厌氧污泥，所述的厌氧污泥的含水率为40wt%，搅拌均匀，根据季节搅拌后堆沤预处理24～36h，正常运行后，每次进料时，同向预处理池加入厌氧发酵罐产生的发酵液0.2t，开启回流泵和预处理池回流管上的蝶阀，通过预处理池回流管向预处理池回流发酵液，预处理池材质为玻璃钢，有效容积为0.5m³，尺寸为长×宽×高=1.0m×0.7m×0.7m；

（3）然后开启螺旋输送装置，将经步骤（2）处理后的有机生活垃圾输入至厌氧发酵罐内进行厌氧发酵15天，每日开启沼液喷淋回流管喷淋发酵液5min，每日发酵液的加入量占厌氧发酵罐内物料的10%。厌氧发酵罐材质为玻璃钢，厌氧发酵罐的有效容积为5m³，尺寸为直径×高=1.6m×2.4m；正常运行时，经该厌氧装置处理后，垃圾VS去除率大于80%，发酵剩余物有机质含量（以干基计，以下指标同）＞50%，总氮＞2.0%，总磷＞2.0%，钾＞1.0%，可作为良好的有机肥。

实施例5

利用实施例3的有机垃圾高固体厌氧反应装置对有300户居民的村庄所产有机生活垃圾进行厌氧反应的方法，步骤如下：

300户村庄每天产生的有机生活垃圾为1t，

（1）有机生活垃圾填入粉碎机，经粉碎机粉碎至粒径2cm，粉碎机1功率为2.2kW，粉碎能力为350kg/h；

（2）粉碎后的有机生活垃圾进入预处理池，初次进料时加入200kg的厌氧污泥，所述的厌氧污泥的含水率为50wt%；搅拌均匀，根据季节搅拌后堆沤预处理24～36h，正常运行后，每次进料时，同向预处理池加入0.5t的发酵液，开启回流泵和预处理池回流管上的蝶阀，通过预处理池回流管向预处理池回流发酵液，预处理池2材质为不锈钢，容积为0.8m³，尺寸为长×宽×高=1.0m×0.8m×1.0m；

（3）然后开启螺旋输送装置，将经步骤（2）处理后的有机生活垃圾输入至厌氧发酵罐内进行厌氧发酵18天，每日开启沼液喷淋回流管喷淋发酵液5min，每日发酵液的加入量占厌氧发酵罐内物料的10%。厌氧发酵罐材质为玻璃钢，厌氧发酵罐的有效容积为9.6m³，尺寸为直径×高=2.0m×2.8m；正常运行时，经该厌氧装置处理后，垃圾VS去除率大于80%，发酵剩余物有机质含量＞50%，总氮＞2.0%，总磷＞2.0%，钾＞1.0%，可作为良好的有机肥。

Claims (10)

1.一种有机垃圾高固体厌氧反应装置，包括粉碎机、预处理池和厌氧发酵罐，其特征在于，粉碎机设置在预处理池的上方，所述的预处理池顶部设置有移动式盖板，底部设置有出料口，粉碎机的出料口穿过预处理池的盖板与预处理池内部连通，预处理池的出料口下方设置有螺旋输送装置，预处理池的出料口周边与螺旋输送装置的进料口密封连接，螺旋输送装置的出料口与厌氧发酵罐的进料口连接；

所述的厌氧发酵罐为一立式发酵罐，在厌氧发酵罐的顶部设置有出气口，出气口外接沼气管道，在厌氧发酵罐的侧壁上部设置有出料口和取样口，厌氧发酵罐的底部连接有集液管，在集液管的管路上设置有回流泵，集液管的出口与四通管件连接，四通管件的其他三个端口分别连接排水管、预处理池回流管和沼液喷淋回流管，预处理池回流管的一端与四通管件的其中一个端口连接，另一端与预处理池连通，沼液喷淋回流管的一端与四通管件的其中一个端口连接，另一端从厌氧发酵罐的顶部穿过延伸至厌氧发酵罐内，在厌氧发酵罐内由上至下依次设置有喷淋穿孔板和筛板，厌氧发酵罐顶端与喷淋穿孔板之间的区域为气室，喷淋穿孔板与筛板之间的区域为喷淋区，筛板与进料口之间的区域为发酵区，进料口至厌氧发酵罐底部的区域为渗滤层。

2.根据权利要求1所述的有机垃圾高固体厌氧反应装置，其特征在于，所述厌氧发酵罐的渗滤层的空腔内填充有卵石，卵石的平均粒径为2～3cm。

3.根据权利要求1或2所述的有机垃圾高固体厌氧反应装置，其特征在于，沼液喷淋回流管位于厌氧发酵罐内的一端管口扩为喇叭状，喇叭状管口距离穿孔板的距离为30～50cm，所述喷淋区高度为20～35cm，所述发酵区的高度为2.0～4.5m。

4.根据权利要求1或2所述的有机垃圾高固体厌氧反应装置，其特征在于，预处理池回流管的一端与四通管件的其中一个端口连接，另一端连接在预处理池的顶部并与预处理池内部连通，在排水管、预处理池回流管和沼液喷淋回流管的管路上分别设置有控制管路连通或闭合的蝶阀。

5.根据权利要求1或2所述的有机垃圾高固体厌氧反应装置，其特征在于，所述的集液管出口与厌氧发酵罐的出料口位于厌氧发酵罐侧壁的同一侧，出料口位于筛板的下方。

6.根据权利要求1或2所述的有机垃圾高固体厌氧反应装置，其特征在于，在厌氧发酵罐的罐体侧壁外部设置保温层，保温层的厚度为8～10cm，保温材料选用聚氨酯，保温层外包覆有彩钢板，所述的厌氧发酵罐采用玻璃钢或不锈钢制作。

7.根据权利要求1或2所述的有机垃圾高固体厌氧反应装置，其特征在于，喷淋穿孔板上小孔的孔径为0.3～0.8cm，孔与孔的中心间距3～5cm，所述的筛板型式为条缝筛板，筛板的材料采用不锈钢材料，所述厌氧发酵罐侧壁下部设置有用于大出料或检修的液压启闭门，所述的液压启闭门与厌氧发酵罐的进料口相对。

8.根据权利要求1或2所述的有机垃圾高固体厌氧反应装置，其特征在于，所述的预处理池有效容积为厌氧发酵区有效容积的1/10～1/15，厌氧发酵罐的底部呈倒圆锥形，倒圆锥形的锥角为100～120°，优选的，所述的进料口位于倒圆锥形侧壁的上部，在预处理池内还设置有搅拌装置，所述的回流泵的功率为0.75kW，流量为10m³/h，扬程为10m；所述粉碎机的功率为1.5-3.0kW，粉碎能力为200～350kg/h。

9.权利要求1所述的有机垃圾高固体厌氧反应装置的应用，适用于村镇的有机垃圾的发酵产沼气，粉碎后有机垃圾在厌氧发酵罐中停留15～20天进行厌氧发酵，厌氧发酵罐的适宜有效容积为5～30立方米。

10.一种利用权利要求1所述的有机垃圾高固体厌氧反应装置进行厌氧反应的方法，步骤如下：

（1）分类后的有机垃圾填入粉碎机，经粉碎机粉碎至粒径1～2cm，

（2）经步骤（1）粉碎后的有机垃圾进入预处理池，初次进料时加入有机垃圾重量20～30%的厌氧污泥，搅拌均匀，搅拌后堆沤预处理24～36h，所述的厌氧污泥的含水率为40～50%；正常运行后，每次进料时，同向预处理池加入粉碎后的有机垃圾重量1/2～1/3的发酵液，开启回流泵和预处理池回流管上的蝶阀，通过预处理池回流管向预处理池回流发酵液；

（3）然后开启螺旋输送装置，将经步骤（2）处理后的有机垃圾输入至厌氧发酵罐内进行厌氧发酵15～20天，厌氧发酵产生的发酵液通过预处理池回流管回流至步骤（2）中的预处理池中，每日开启沼液喷淋回流管喷淋发酵液5～8min，所述的每日发酵液的加入量占厌氧发酵罐内物料的10～20%。

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