CN113969234A - 动点搅拌装置、特大型厌氧发酵罐及发酵工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种动点搅拌装置、特大型厌氧发酵罐及发酵工艺，动点搅拌装置包括中心立柱、横梁和若干个搅拌器，中心立柱内置于发酵罐中；横梁安装于所述中心立柱上，并可沿所述发酵罐的罐体做圆周运动；若干个搅拌器分别吊设于所述横梁的下方，包括搅拌轴和设于所述搅拌轴上的搅拌叶，所述搅拌轴可带动所述搅拌叶进行自转，所述搅拌叶可随所述横梁的转动而绕所述中心立柱进行公转。特大型厌氧发酵罐内设有所述动点搅拌装置，发酵工艺采用所述特大型厌氧发酵罐进行发酵。本发明提供的动点搅拌装置尤其适用于单体容积大于12000m³的特大型发酵罐，其搅拌强度均匀且可调，在搅拌过程中不会出现搅拌死区，对特殊工况的适应能力强。

Description

动点搅拌装置、特大型厌氧发酵罐及发酵工艺

技术领域

本发明涉及厌氧发酵技术领域，尤其涉及一种适用于将生物质进行厌氧湿发酵以制备沼气的动点搅拌装置、特大型厌氧发酵罐及发酵工艺。

背景技术

发酵罐指工业上用来进行微生物发酵的装置。其主体一般为用不锈钢板制成的主式圆筒，容积通常为1m³至数百m³。发酵罐的组成部件主要包括：用来培养发酵各种菌体的罐体，罐体当中有搅拌浆，用于在发酵过程当中不停的搅拌，实现反应罐内的传质效果等。发酵罐按使用范围可分为实验室小型发酵罐、中试生产发酵罐、大型发酵罐等。

随着生产工艺的改进，目前国内厌氧湿发酵罐单体容积逐渐进行扩增，形成大概12000—40000m³的特大型发酵罐，为了满足特大型发酵罐中新料与厌氧微生物的合理接触，现有技术通常采用多点斜入式搅拌装置(图1)、潜水式搅拌装置(图2)或多点斜入式与潜水式复合的搅拌装置(图3)进行间歇运行搅拌。

但多点斜入式搅拌装置和潜水式搅装置在搅拌过程中均存在以下问题：

(1)通常搅拌器在搅拌过程中会存在中心流场强，周边流场弱的问题，而无论是多点斜入式搅拌装置还是潜水式搅装置，其均受搅拌器流场分布强弱特征限制，难以在特大型厌氧罐内实现搅拌强度的均匀性。这将导致若中心流场搅拌强度满足厌氧反应要求，则周边流场区域就不能满足甚至形成死区，死区部分会形成局部酸化而影响厌氧反应效率，甚至不能产生甲烷；若提高搅拌强度使周边流场区域满足厌氧反应要求，则中心流场区域就会形成过度搅拌，使氢分压升高，导致产气能力下降，进而降低厌氧反应的效率。

(2)因搅拌器的定点安装和运行致使其特殊工况的适应能力差，例如若进料量超过设计量或者反应罐因故停运后重新启动都将影响搅拌的均匀性。

(3)搅拌过程中因液面不断波动，搅拌器的叶片与液面的相对距离不稳定，漂浮在液面上的秸秆等漂浮物无法被浸入混拌。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所述的缺陷，从而提供一种动点搅拌装置、特大型厌氧发酵罐及发酵工艺，该动点搅拌装置可适用于任意尺寸的搅拌罐，尤其是单体容积大于12000m³的特大型发酵罐，其搅拌强度均匀且可调，在搅拌过程中不会出现搅拌死区，对特殊工况的适应能力强；该特大型厌氧发酵罐可以24小时不间断连续工作，保持动态平衡，该发酵工艺可保证微生物停留时间大于固体停留时间大于水利停留时间。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种动点搅拌装置，包括：

中心立柱，内置于发酵罐中；

横梁，安装于所述中心立柱上，并可沿所述发酵罐的罐体做圆周运动；

若干个搅拌器，分别吊设于所述横梁的下方，包括搅拌轴和设于所述搅拌轴上的搅拌叶，所述搅拌轴可带动所述搅拌叶进行自转，所述搅拌叶可随所述横梁的转动而绕所述中心立柱进行公转。

作为一种可实施的方式，所述中心立柱上安装有液压回转器，所述液压回转器包括液压马达和平行齿轮减速器；所述液压马达与所述发酵罐外部的液压站连通，用于为所述平行齿轮减速器提供驱动力，所述平行齿轮减速器的输出轴为空心转轴，所述空心转轴套设于所述中心立柱外侧，用以提供连接所述横梁的承载位点；其中所述空心转轴上还设有液压阀组，所述液压阀组用以控制液压油的压力、流量和方向。

作为一种可实施的方式，所述搅拌器为液压搅拌器，所述中心立柱上还设有与所述液压站连接的液压油分配器，所述液压油分配器分别与所述空心转轴上的液压阀组以及各个所述液压搅拌器连通，所述液压油分配器在所述液压站的作用下为所述液压马达和所述液压搅拌器提供液压能。

作为一种可实施的方式，所述横梁的下方设有若干个浮船，所述浮船用以将所述横梁承载于液面上。

作为一种可实施的方式，所述横梁与所述空心转轴之间设有折板，所述折板至少包括相互铰接的第一连接板和第二连接板，所述第一连接板的自由端与所述空心转轴固定连接，所述第二连接板的自由端与所述横梁铰接。

作为一种可实施的方式，所述发酵罐的内壁上设有与所述横梁旋转轨迹相适配的旋转轨道，所述横梁的自由端可滚动地设置于所述旋转轨道上。

作为一种可实施的方式，所述空心转轴穿设于所述横梁的中部，所述横梁与所述发酵罐的直径等长，所述横梁的两个自由端均设有滚轮，所述横梁通过所述滚轮与所述旋转轨道滚动连接。

作为一种可实施的方式，所述横梁有多个，各个横梁均与所述空心转轴连接，并随所述空心转轴的旋转而做圆周运动。

作为一种可实施的方式，每个所述搅拌器的转轴上均设有多组搅拌叶，且距离液面最近的搅拌叶可在与其相对应的液面处形成涡流。

一种特大型厌氧发酵罐，包括罐体以及设于罐体内的动点搅拌装置，所述罐体的底部设有N个均匀分布的进料口，所述罐体的顶部设有轴向上与所述进料口一一对应的N个出料口，其中N≥4，所述进料口用于不间断地轮流将待发酵物料输送至所述发酵罐内，所述出料口用于不间断地轮流排出发酵完成的物料。

一种发酵工艺，采用所述特大型厌氧发酵罐进行发酵，包括以下步骤：

S1、根据所述出料口/进料口的数量将所述发酵罐等分为N个扇形区域，且各个所述扇形区域均对应有一个所述出料口和一个所述进料口，对N个扇形区域顺序编号；

S2、将待发酵的物料从所述第i扇形区域的进料口投入，i的初始值取1，同时启动所述动点搅拌装置并打开第m扇形区域的出料口，其中，m≠i，控制所述动点搅拌装置的搅拌范围避开所述第m扇形区域进行往复搅拌；

S3、搅拌2-3h后，令i＝i+1执行步骤S2，直至i大于N时执行步骤S4；

S4、重置i为所述初始值，重新执行步骤S2，以实现24小时不间断地进料和排料。

作为一种可实施的方式，所述第m扇形区域为距离待发酵物料投放点最远的扇形区域。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的动点搅拌装置完全设置在发酵罐中，主要包括立柱、横梁和设在横梁下方的若干个搅拌器，其中横梁可以绕立柱做圆周运动，并带动搅拌器做公转运动，而搅拌器可以布置在横梁的各个位置，当横梁沿罐体做圆周运动时，搅拌器进行自转，并能随横梁的运动而对发酵罐内的混合物实现全覆盖的搅拌，除此之外，由于本发明主要用于发酵罐，而发酵罐的原料多含有如秸秆等轻质漂浮物，这些漂浮物难以沉降而被搅拌器充分搅拌，长年累月漂浮于液面结痂成壳，因此，可以调节液面或者横梁的高度，使其与液面等高，在做圆周运动时，对漂浮物形成扰动，使漂浮物多次浸水而沉降于混合物中被搅拌叶进行搅拌，即横梁也参与搅拌，从而实现更充分的混拌。

本申请由于在发酵罐中设置了公转加自转的搅拌方式，且公转也可参与搅拌，因此，在横梁做公转运动时，搅拌叶可以全覆盖对液体中的各个区域进行搅拌，且横梁也能对液面漂浮物形成扰动，从而避免搅拌死区的存在，另外，本申请的搅拌装置可适用于任意尺寸的搅拌罐，只需根据搅拌罐的尺寸设置合适的横梁长度和搅拌器个数即可，搅拌强度均匀可调；最后本申请的横梁和搅拌器均为动点安装，因此即使发生进料量超过设计量或者出料量大于进料量或者反应罐因故停运后重新启动都不会影响搅拌的均匀性。

本申请的特大型厌氧发酵罐在底部设置进料口，顶部设置出料口，有助于厌氧发酵的进行，且进料口用于不间断地轮流将待发酵物料输送至发酵罐内，出料口用于不间断地轮流排出发酵完成的物料，因此，可以直接通过出料口溢流排出，减少能量消耗；

本申请的发酵工艺基于特大型厌氧发酵罐中出料口和进料口的设置进行，即出料口与进料口在轴向上一一对应，且根据出料口/进料口的数量将发酵罐等分的N个扇形区域中均具有进料口和出料口，其中，输入待发酵物料的进料口与排放发酵完成物料的出料口在轴向上不对应，即输入待发酵物料的进料口位于第i扇形区域，排放物料的出料口在第m扇形区域，m≠i，最好二者是位于对角线位置，即相对设置，在搅拌过程，动点搅拌装置的公转范围避开第m扇形区域，仅在除该区域以外的其他区域沿着发酵罐的罐体进行往复运转，直至第m扇形区域的出料口排完物料，接着再从第i+1个扇形区域进行进料，同时选择与第i+1扇形区域不位于同一扇形区的第m扇形区域排料，当然第m扇形区最好还是与此时待发酵物料投放点最远的扇形区，以此类推，沿发酵罐的圆周方向在各个不同的扇形区域依次进料，并在与实际进料口不对应的出料口排料，最好是位于相对位置排料，24小时不间断的进行进料和排料，从而实现发酵罐中：微生物停留时间(MRT)>固体停留时间(SRT)>水力停留时间(HRT)，获得良好的厌氧发酵效率。

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，下面将对实施例或现有技术描述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它的附图。

图1为现有技术中的多点斜入式搅拌装置；

图2为现有技术中的潜水式搅装置；

图3为现有技术中的多点斜入式与潜水式复合的搅拌装置；

图4为本发明一个实施例所提供的动点搅拌装置；

图5为本发明另一个实施例所提供的动点搅拌装置；

图6为图5中I处的局部放大图；

图7为图5中I处的局部剖视图；

图8为本发明一个实施例所提供的特大型厌氧发酵罐的结构示意图。

附图标记说明：

1、中心立柱；11、立柱座；12、立柱杆；2、横梁；21、浮船；22、折板；23、滚轮；221、第一连接板；222、第二连接板；3、搅拌器；31、搅拌轴；32、搅拌叶；4、发酵罐；41、旋转轨道；5、液压回转器；51、液压马达；52、平行齿轮减速器；521、空心转轴；522、孔；6、液压油分配器；61、筒体；62、分配器空心轴；63、油路阀座；7、罐体；71、进料口；72、出料口；73、第i扇形区域；74、第m扇形区域。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例一

请参阅图4-5，本发明提供了一种动点搅拌装置，包括中心立柱1、横梁2和若干个搅拌器3，其中，中心立柱1内置于发酵罐4中，包括由上到下同轴设置的立柱座11和立柱杆12，立柱座11用于承载立柱杆12，立柱杆12用于承载发酵罐4的膜顶；横梁2安装于中心立柱1上，可以通过横梁2的一个端部安装也可以通过横梁2的中部安装，横梁2可以相对中心立柱1旋转，从而实现沿发酵罐4的罐体做圆周运动；搅拌器3分别吊设在横梁2的下方，为了全面覆盖，尽可能的均匀分布，搅拌器3包括搅拌轴31和设于搅拌轴31上的搅拌叶32，搅拌轴31可带动搅拌叶32进行自转，搅拌叶32可随横梁2的转动而绕中心立柱进行公转。

本发明提供的动点搅拌装置完全设置在发酵罐4中，主要包括中心立柱1、横梁2和设在横梁2下方的若干个搅拌器3，其中横梁2可以绕中心立柱1做圆周运动，并带动搅拌器3做公转运动，而搅拌器3可以布置在横梁2的各个位置，当横梁2沿罐体做圆周运动时，搅拌器3进行自转，并能随横梁2的运动而对发酵罐4内的混合物实现全覆盖的搅拌，除此之外，由于本发发明主要用于发酵罐4，而发酵罐4的原料多含有如秸秆等轻质漂浮物，这些漂浮物难以沉降而被搅拌器3充分搅拌，长年累月漂浮于液面结痂成壳，因此，可以调节液面或者横梁2的高度，使其与液面等高，在做圆周运动时，对漂浮物形成扰动，使漂浮物多次浸水而沉降于混合物中被搅拌叶32进行搅拌，即横梁2也参与搅拌，从而实现更充分的混拌。本申请由于在发酵罐4中设置了公转加自转的搅拌方式，且公转也可参与搅拌，因此，在横梁2做公转运动时，搅拌叶32可以全覆盖对液体中的各个区域进行搅拌，且横梁2也能对液面漂浮物形成扰动，从而避免搅拌死区的存在，另外，本申请的搅拌装置可适用于任意尺寸的发酵罐4，只需根据发酵罐4的尺寸设置合适的横梁2长度和搅拌器3个数即可，搅拌强度均匀可调；最后本申请的横梁2和搅拌器3均为动点安装，因此即使发生进料量超过设计量或者出料量大于进料量或者反应罐因故停运后重新启动等特殊工况都不会影响搅拌的均匀性。

当然，本申请横梁2和搅拌器3的动力源可以有多种，例如手动、电动、气动和液压等方式，考虑到本申请为厌氧发酵罐，主要用于生产沼气，若采用电动等动力源的方式进行驱动，在运行中会发生火花引爆发酵罐的安全隐患，且将电动驱动装置设置在厌氧发酵罐4中成本较高，在本实施例中，主要采用液压驱动的方式为横梁2和搅拌器3的旋转提供动力，具体地请继续参阅图4-5，整个液压系统至少设置在发酵罐4外的液压站(未在图中示出)以及设置在中心立柱1上的液压回转器5和液压油分配器6，请参阅图6，液压回转器5包括液压马达51和平行齿轮减速器52，液压马达51设置在立柱座11上，可以直接与发酵罐4外部的液压站连通，液压站用于将液压油泵送至液压马达51，使液压马达51旋转，从而为平行齿轮减速器52提供驱动力，平行齿轮减速器52可以是行星减速器，也可配用传动齿轮驱动。行星减速器的原理是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。行星减速器传动轴上的小齿轮啮合输出轴上的大齿轮以达到减速的目的。具有径向尺寸小，制动安全可靠，输出轴可承受较大径向和轴向外力，启动效率高，低速稳定性好，传动效率高，噪声低，经济性好等特点。

在本实施例中，请参阅图7，平行齿轮减速器52中小齿轮的输出轴与液压马达51连接，大齿轮的输出轴为空心转轴521，空心转轴521套设于中心立柱1外侧，用以提供连接横梁2的承载位点；而空心转轴521侧壁的端部还轴向开设有若干个与液压站连通用于流通液压油的孔522，各个孔522内设有液压阀组(未在图中示出)，液压阀组用以控制液压油的压力、流量和方向。

当然，考虑到为了全面防爆，也可将搅拌器3设置为液压搅拌器，此时，请继续参阅图6，中心立柱1上还需设有直接与液压站连接的液压油分配器6，液压油分配器6另外还分别与空心转轴上的液压阀组以及各个液压搅拌器3连通，即液压油先经液压站输送至液压油分配器6，液压油分配器6根据需要将一部分液压油传送至空心转轴的孔中，最终流向液压马达51，由液压马达51向平行齿轮减速器52提供驱动力；将另一部分液压油传送至液压搅拌器3中为其提供驱动力，在本实施例中，液压油分配器6包括同轴设置的筒体61、分配器空心轴62和油路阀座63，筒体61用于容纳液压油，具有直接与液压站和各个液压搅拌器3连通，分配器空心轴62套设在立柱杆12上，并与空心转轴521法兰连接，同时，分配器空心轴62还用于将筒体61和空心转轴521连通，以使液压油流通至液压马达51，在该实施例的情况下，分配器空心轴62可随空心转轴521旋转，而筒体61直接固定在平行齿轮减速器52上，即分配器空心轴62在空心转轴521的带动下相对于筒体61旋转，此时，分配器空心轴62可用于提供安装横梁2的承载位点，油路阀座63用于控制液压油进出液压搅拌器3的压力、流量等，液压阀组用于控制进出空心转轴521即液压马达51的液压油的压力、流量等。

本申请中的横梁2有两种形式，其一为浮动横梁，其二为轨道横道，具体如下：

请参阅图4，当为轨道横梁时(适用漂浮物较少的物料)，横梁2运行平稳，在发酵罐4的指定高度运行，即横梁2的一端安装在空心转轴521或者分配器空心轴62上，另一端由发酵罐4提供支撑力，例如，在发酵罐4的内壁上设置与横梁2旋转轨迹相适配的旋转轨道41，在横梁2的自由端安装与旋转轨道41相适配的滚轮23，从而使其可滚动地设置于旋转轨道41上。

当然也可以是将横梁2的中部固定在空心转轴521或者分配器空心轴62上，并设置横梁2与发酵罐4的直径等长，在横梁2的两个自由端均设置滚轮，使横梁2的两端通过滚轮23与旋转轨道41滚动连接。并在以中心立柱1为中心的两侧横梁2上均布置搅拌器3，该方式可以进一步增加搅拌的覆盖频率，从而提高搅拌效率。

请参阅图5，当为浮动横梁时(适用漂浮物较多的物料)，可以在横梁2的下方设置若干个浮船21，浮船21用以将横梁2承载于液面上。该方式则是通过浮船21实现对漂浮物的扰动，相对于直接通过横梁2扰动来说，阻力较小，而且耐腐蚀，可以增加横梁2的使用寿命，减小液压马达51的做功，也无需另外设置沿发酵罐体圆周设置旋转轨道41，相对而言降低了生产成本和维护成本，考虑到随着发酵的进行或者进料排料等操作会使液位会发生一定的改变，因此本实施例还在横梁2与空心转轴521之间设置了折板22，折板22至少包括相互铰接的第一连接板221和第二连接板222，第一连接板221的自由端与空心转轴521固定连接，第二连接板222的自由端与横梁2铰接。如此横梁2便可在浮船的作用下随液面上下摆动且能在液压回转器5的驱动下沿罐体圆周转动，当然折板22可以为多个连接板铰接在一起，这样可以进一步增加其灵动性。

请参阅图6，在本实施例中，横梁2可以设置为多个，相应地，折板22也为多个，每个折板22均独立对应一个空心转轴521和分配器空心轴62，各个折板22可以安装在与其相对应的空心转轴521也可以安装在与其相对应的分配器空心轴62上，随空心转轴521或者分配器空心轴62的转动带动各个横梁2漂浮在液面上沿发酵罐4的罐体做圆周运动。

各个横梁2上可以根据工艺需求设置多个搅拌器3，横梁2的公转速度以及搅拌器3的数量和自转速度等也应根据厌氧发酵的需求进行设置，不宜过度搅拌，使氢分压升高，当然本申请并不仅限于厌氧发酵，也可以适用于其他任何形式的反应罐，例如好氧发酵等，此时，可以加快转速或者增加搅拌器3等的数量，实现充分搅拌。

而针对于漂浮物的聚集结壳问题，本实施例为了能够更好的进行破壳，在每个搅拌器3的搅拌轴31上均设有多组搅拌叶32，请参阅图4-5，其中至少距离液面最近的搅拌叶32在与其相对应的液面处能形成涡流，如此，当横梁2进行公转时，浮船21对漂浮物产生扰动，将漂浮物打散，打散后的漂浮物运动至液面涡流部分则会被吸入混合物内部，并进一步在搅拌叶32的作用下实现混拌均匀，其中每个浮船21周侧最好至少对应有一个涡流，以便于均匀搅拌。

实施例2

请参阅图8，本实施例提供了一种特大型厌氧发酵罐，包括罐体7，罐体7内设有如实施例1所述动点搅拌装置，罐体7的底部设有N个均匀分布的进料口71，罐体7的顶部设有轴向上与进料口71一一对应的N个出料口72，其中N≥4，进料口71用于不间断地轮流将待发酵物料输送至发酵罐4内，出料口72用于不间断地轮流排出发酵完成的物料。

本申请的特大型厌氧发酵罐在底部设置进料口71，顶部设置出料口72，有助于厌氧发酵的进行，且进料口71用于不间断地轮流将待发酵物料输送至发酵罐4内，出料口72用于轮流排出发酵完成的物料，因此，可以直接通过出料口72溢流排出，减少能量消耗。

实施例3

请参阅图8，本实施例提供了一种发酵工艺，采用如实施例2所述特大型厌氧发酵罐进行发酵，包括以下步骤：

S1、根据出料口72/进料口71的数量将发酵罐4等分为N个扇形区域，且各个扇形区域均对应有一个出料口72和一个进料口71，对N个扇形区域顺序编号；

S2、将待发酵的物料从所述第i扇形区域73的进料口投入，i的初始值取1，同时启动动点搅拌装置并打开第m扇形区域74的出料口，其中，m≠i，控制动点搅拌装置的搅拌范围避开所述第m扇形区域74进行往复搅拌；

S3、搅拌2-3h后，令i＝i+1执行步骤S2，直至i大于N时执行步骤S4；

S4、重置i为初始值，重新执行步骤S2，以实现24小时不间断地进料和排料。

本申请的发酵工艺基于特大型厌氧发酵罐中出料口72和进料口71的设置进行，即出料口72与进料口71在轴向上一一对应，且根据出料口72/进料口71的数量将发酵罐4等分的N个扇形区域中均具有进料口71和出料口72，其中，输入待发酵物料的进料口71与排放发酵完成物料的出料口72在轴向上不对应，即输入待发酵物料的进料口71位于第i扇形区域73，排放物料的出料口72在第m扇形区域74，m≠i，最好二者是位于对角线位置，即相对设置，在搅拌过程，动点搅拌装置的公转范围避开第m扇形区域74，仅在除该区域以外的其他区域沿着发酵罐4的罐体7进行往复运转，直至第m扇形区域74的出料口72排完物料，接着再从第i+1个扇形区域进行进料，同时选择与第i+1扇形区域73不位于同一扇形区的第m扇形区域74排料，当然第m扇形区74最好还是与此时待发酵物料投放点最远的扇形区，以此类推，沿发酵罐4的圆周方向在各个不同的扇形区域依次进料，并在与实际进料口不对应的出料口72排料，最好是位于相对位置排料，24小时不间断的进行进料和排料，从而实现发酵罐4中微生物停留时间(MRT)>固体停留时间(SRT)>水力停留时间(HRT)，获得良好的厌氧发酵效率。

需要说明的是，本申请附图8中的73和74仅为示意第i扇形区域和第m扇形区域的一种相对位置的示意图，并非限定该位置必须为第i扇形区域或第m扇形区域。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种动点搅拌装置，其特征在于，包括：

中心立柱，内置于发酵罐中；

横梁，安装于所述中心立柱上，并可沿所述发酵罐的罐体做圆周运动；

若干个搅拌器，分别吊设于所述横梁的下方，包括搅拌轴和设于所述搅拌轴上的搅拌叶，所述搅拌轴可带动所述搅拌叶进行自转，所述搅拌叶可随所述横梁的转动而绕所述中心立柱进行公转。

2.根据权利要求1所述的动点搅拌装置，其特征在于，所述中心立柱上安装有液压回转器，所述液压回转器包括液压马达和平行齿轮减速器；所述液压马达与所述发酵罐外部的液压站连通，用于为所述平行齿轮减速器提供驱动力，所述平行齿轮减速器的输出轴为空心转轴，所述空心转轴套设于所述中心立柱外侧，用以提供连接所述横梁的承载位点；其中所述空心转轴上还设有液压阀组，所述液压阀组用以控制液压油的压力、流量和方向。

3.根据权利要求2所述的动点搅拌装置，其特征在于，所述搅拌器为液压搅拌器，所述中心立柱上还设有与所述液压站连接的液压油分配器，所述液压油分配器分别与所述空心转轴上的液压阀组以及各个所述液压搅拌器连通，所述液压油分配器在所述液压站的作用下为所述液压马达和所述液压搅拌器提供液压能。

4.根据权利要求2或3所述的动点搅拌装置，其特征在于，所述横梁的下方设有若干个浮船，所述浮船用以将所述横梁承载于液面上。

5.根据权利要求4所述的动点搅拌装置，其特征在于，所述横梁与所述空心转轴之间设有折板，所述折板至少包括相互铰接的第一连接板和第二连接板，所述第一连接板的自由端与所述空心转轴固定连接，所述第二连接板的自由端与所述横梁铰接。

6.根据权利要求4所述的动点搅拌装置，其特征在于，每个所述搅拌器的转轴上均设有多组搅拌叶，且距离液面最近的搅拌叶可在与其相对应的液面处形成涡流。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的动点搅拌装置，其特征在于，所述发酵罐的内壁上设有与所述横梁旋转轨迹相适配的旋转轨道，所述横梁的自由端可滚动地设置于所述旋转轨道上。

8.根据权利要求7所述的动点搅拌装置，其特征在于，所述空心转轴穿设于所述横梁的中部，所述横梁与所述发酵罐的直径等长，所述横梁的两个自由端均设有滚轮，所述横梁通过所述滚轮与所述旋转轨道滚动连接。

9.根据权利要求2或3所述的动点搅拌装置，其特征在于，所述横梁有多个，各个横梁均与所述空心转轴连接，并随所述空心转轴的旋转而做圆周运动。

10.一种具有如权利要求1-7及9中任一项所述动点搅拌装置的特大型厌氧发酵罐，其特征在于，包括罐体，所述罐体内设有所述动点搅拌装置，所述罐体的底部设有N个均匀分布的进料口，所述罐体的顶部设有轴向上与所述进料口一一对应的N个出料口，其中N≥4，所述进料口用于轮流不间断地将待发酵物料输送至所述发酵罐内，所述出料口用于不间断地轮流排出发酵完成的物料。

11.一种发酵工艺，其特征在于，采用如权利要求10的所述特大型厌氧发酵罐进行发酵，包括以下步骤：

S1、根据所述出料口/进料口的数量将所述发酵罐等分为N个扇形区域，且各个所述扇形区域均对应有一个所述出料口和一个所述进料口，对N个扇形区域顺序编号；

S2、将待发酵的物料从所述第i扇形区域的进料口投入，i的初始值取1，同时启动所述动点搅拌装置并打开第m扇形区域的出料口，其中，m≠i，控制所述动点搅拌装置的搅拌范围避开所述第m扇形区域进行往复搅拌；

S3、搅拌2-3h后，令i＝i+1执行步骤S2，直至i大于N时执行步骤S4；

S4、重置i为所述初始值，重新执行步骤S2，以实现24小时不间断地进料和排料。

12.根据权利要求11所述的发酵工艺，其特征在于，所述第m扇形区域为距离待发酵物料投放点最远的扇形区域。

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