CN112500983A - 一种种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备，包括湿法发酵反应器和干法发酵反应器；湿法发酵反应器通过喷淋管与干法发酵反应器连接，所述湿法发酵反应器湿法发酵产生的沼液经由所述喷淋管进入所述干法发酵反应器内喷淋；所述干法发酵反应器内由顶部到底部依次设置有物料区、隔离室和渗滤液生物碳床，所述物料区与所述隔离室之间设置有渗滤网，所述隔离室的一侧设置有出液口，所述出液口与所述渗滤液生物碳床的一侧相对，所述渗滤液生物碳床另一侧的所述干法发酵反应器上设置有渗滤液排放口；本发明中的种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备，能够达到湿法沼液充分利用、提高产气量、减少环境污染、干法沼液可直接排放到农田使用的目的。

Description

一种种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备
技术领域
本发明涉及厌氧发酵技术领域，特别是涉及一种种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备。
背景技术
厌氧发酵技术是指有机废弃物在厌氧条件下通过微生物的代谢活动而被分解发酵，同时产生沼气、沼液沼渣的技术。目前常用的厌氧发酵技术包括干式厌氧发酵技术和湿法厌氧发酵技术，其中，干式厌氧发酵技术适用于含水率较低的有机废弃物的处理，厌氧发酵效率高；而湿式厌氧发酵技术适用于对餐厨垃圾和污泥等含水率较高的有机废弃物的处理，容积产气率较低，罐容利用率低。不管是干式厌氧发酵技术和湿法厌氧发酵技术，均会在厌氧发酵过程中产生沼液沼渣，因此，沼液沼渣的处理是推广厌氧发酵技术必须面对的一个问题，特别是大量的沼液，如果处理不当，会对环境造成较大的影响。与此同时，湿式厌氧发酵的剩余物中氮含量较高，而且还含有大量的产甲烷微生物，如果作为秸秆干式厌氧发酵的氮源和接种物，不但节省了添加其他氮源的成本，加快了厌氧发酵速度，而且还节省了大量处理湿式厌氧发酵后的剩余物的成本。
因此，如何提供一种沼液沼渣充分利用、厌氧发酵效果好的干湿耦合厌氧发酵系统是本领域急需解决的一个技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备，以解决上述现有技术存在的问题，达到湿法沼液充分利用、提高产气量、减少环境污染、干法沼液可直接排放到农田使用的目的。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备，包括湿法发酵反应器和干法发酵反应器；所述湿法发酵反应器通过喷淋管与所述干法发酵反应器连接，所述湿法发酵反应器湿法发酵产生的沼液经由所述喷淋管进入所述干法发酵反应器内喷淋；所述干法发酵反应器内由顶部到底部依次设置有物料区、隔离室和渗滤液生物碳床，所述物料区与所述隔离室之间设置有渗滤网，所述隔离室的一侧设置有出液口，所述出液口与所述渗滤液生物碳床的一侧相对，所述渗滤液生物碳床另一侧的所述干法发酵反应器上设置有渗滤液排放口。
优选地，所述湿法发酵反应器内设置有湿法物料区，所述湿法发酵反应器的顶部一侧设置有进料口，所述湿法发酵反应器的底部一侧连接所述喷淋管，所述湿法发酵反应器的顶部还设置有湿法出气口。
优选地，所述喷淋管上设置有蠕动泵一，所述喷淋管伸入所述干法发酵反应器的一端设置有喷淋头。
优选地，所述喷淋头位于所述物料区的顶部。
优选地，所述干法发酵反应器的顶端设置有干法出气口，所述干法出气口与储气罐连接。
优选地，所述物料区放置有农业废弃物，所述农业废弃物内铺设有多层生物炭颗粒层。
优选地，所述渗滤液生物碳床由多块隔板分离成多个储液隔间，多个所述储液隔间顶部相通。
优选地，所述渗滤液生物碳床由若干块状生物炭构成。
优选地，所述隔板由生物炭制成。
优选地，所述渗滤液排放口处设置有开关阀和蠕动泵二。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
本发明提供的种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备，种养结合型干湿耦合厌氧发酵技术是湿式厌氧发酵与干式厌氧发酵相结合，取长补短。将农业废弃物放入厌氧湿发酵反应器内，发酵物料干物质浓度在8％左右，将湿法发酵产生的沼液送入干法发酵反应器内进行喷淋补氮，干法发酵物料干物质浓度在30％左右。干发酵过程中液体缓慢渗滤，等于在利用农业废弃物生产沼气的同时对沼液沼渣进行了固液分离，并且分离效果非常理想。与此同时，干法发酵反应器渗滤液储存处加了渗滤液生物碳床层，可将微生物吸附，是沼液达到排放标准。因此，本方法将湿式与干式厌氧发酵工艺组合，既可以将湿法发酵产生的沼液充分利用，又可以将干法发酵产生的沼液进行净化直接排放进入农田施用，产气效率高，环境污染少，有利于沼气技术的推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备的结构示意图；
图中：1-湿法发酵反应器、2-进料口、3-湿法物料区、4-湿法出气口、5-喷淋管、6-蠕动泵一、7-喷淋头、8-干法出气口、9-干法发酵反应器、10-物料层、11-生物碳颗粒层、12-物料区、13-渗滤网、14-隔离室、15-渗滤液生物碳床、16-隔板、17-蠕动泵二、18-渗滤液排放口、19-开关阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备，以解决现有技术存在的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本实施例提供一种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备，如图1所示，包括湿法发酵反应器1和干法发酵反应器9；湿法发酵反应器1通过喷淋管5与干法发酵反应器9连接，湿法发酵反应器1湿法发酵产生的沼液经由喷淋管5进入干法发酵反应器9内喷淋；干法发酵反应器9内由顶部到底部依次设置有物料区12、隔离室14和渗滤液生物碳床15，物料区12与隔离室14之间设置有渗滤网13，隔离室14的一侧设置有出液口，出液口与渗滤液生物碳床15的一侧相对，渗滤液生物碳床15另一侧的干法发酵反应器9上设置有渗滤液排放口18。
本实施例中，湿法发酵反应器1内设置有湿法物料区3，湿法发酵反应器1的顶部一侧设置有进料口2，湿法发酵反应器1的底部一侧连接喷淋管5，湿法发酵反应器1的顶部还设置有湿法出气口4。
本实施例中，喷淋管5上设置有蠕动泵一6，喷淋管5伸入干法发酵反应器9的一端设置有喷淋头7，喷淋头7位于物料区12的顶部。
干法发酵反应器9的顶端设置有干法出气口8，干法出气口8与储气罐连接。干法发酵反应器9的物料区12内放置有农业废弃物(秸秆、干清粪混合原料)，农业废弃物内铺设有多层生物炭颗粒层11，将农业废弃物分成多层物料层10。渗滤液生物碳床15由多块隔板16分离成多个储液隔间，多个储液隔间顶部相通，渗滤液生物碳床15由若干块状生物炭构成，隔板16由生物炭制成。
本实施例中，渗滤液排放口18处设置有开关阀19和蠕动泵二17。
本发明中的种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备工作过程如下：
首先将农业废弃物放入湿法发酵反应器1进行湿法发酵，湿法发酵进行反应后经由喷淋管5进入干法发酵反应器9内进行喷淋；农业废弃物混合后，将农业废弃物与生物碳颗粒分层放入干法发酵反应器9内进行发酵，当干法发酵反应器9内进行反应后，产生的甲烷进入储气罐内，产生的沼液落入隔离室14，然后再从隔离室14左侧开口处落入渗滤液生物碳床15，随着进入的液体，然后由左侧第一储液隔间逐渐升高并第二储液隔间，以此类推，渗滤液生物碳床15吸附沼液内的微生物，从左至右微生物菌群逐渐减少，使沼液达到排放标准，直接由渗滤液排放口18进行农田灌溉。
本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备，其特征在于：包括湿法发酵反应器和干法发酵反应器；所述湿法发酵反应器通过喷淋管与所述干法发酵反应器连接，所述湿法发酵反应器湿法发酵产生的沼液经由所述喷淋管进入所述干法发酵反应器内喷淋；所述干法发酵反应器内由顶部到底部依次设置有物料区、隔离室和渗滤液生物碳床，所述物料区与所述隔离室之间设置有渗滤网，所述隔离室的一侧设置有出液口，所述出液口与所述渗滤液生物碳床的一侧相对，所述渗滤液生物碳床另一侧的所述干法发酵反应器上设置有渗滤液排放口。
2.根据权利要求1所述的种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备，其特征在于：所述湿法发酵反应器内设置有湿法物料区，所述湿法发酵反应器的顶部一侧设置有进料口，所述湿法发酵反应器的底部一侧连接所述喷淋管，所述湿法发酵反应器的顶部还设置有湿法出气口。
3.根据权利要求2所述的种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备，其特征在于：所述喷淋管上设置有蠕动泵一，所述喷淋管伸入所述干法发酵反应器的一端设置有喷淋头。
4.根据权利要求3所述的种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备，其特征在于：所述喷淋头位于所述物料区的顶部。
5.根据权利要求1所述的种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备，其特征在于：所述干法发酵反应器的顶端设置有干法出气口，所述干法出气口与储气罐连接。
6.根据权利要求1所述的种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备，其特征在于：所述物料区放置有农业废弃物，所述农业废弃物内铺设有多层生物炭颗粒层。
7.根据权利要求1所述的种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备，其特征在于：所述渗滤液生物碳床由多块隔板分离成多个储液隔间，多个所述储液隔间顶部相通。
8.根据权利要求7所述的种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备，其特征在于：所述渗滤液生物碳床由若干块状生物炭构成。
9.根据权利要求8所述的种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备，其特征在于：所述隔板由生物炭制成。
10.根据权利要求1所述的种养结合型干湿耦合产沼气发酵装备，其特征在于：所述渗滤液排放口处设置有开关阀和蠕动泵二。
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