CN201071344Y - 二室生物发酵反应器 - Google Patents
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Abstract
一种二室生物发酵反应器，其反应器主体内部为二个空间，固定在反应器底座上；该反应器顶部固定有顶盖，顶盖下方位于二个空间的上部各设有发酵仓密闭筛，下部各固定有进气筛板，构成二个发酵仓；各进气筛板下方为气体缓冲室；各气体缓冲室的进气口连接一空气压缩机；各气体缓冲室底部的渗透滤液出口连接渗滤液收集桶；渗滤液回喷管道的一端插设于渗滤液收集桶，另一端连接于二次发酵仓顶盖的三通出气管；该三通出气管的另二端分别与发酵仓内的渗滤液喷头和外部环境相通；一次发酵仓的顶盖设有三通出气管，其中第一端连通一次发酵仓内，第二端与外部环境相通，第三端通过一恶臭气体导气管连接二次发酵仓的气体缓冲室进气口。
Description
技术领域
本实用新型属于固体废物资源化利用领域，具体地涉及一种能够减少垃圾生物发酵处理中二次污染的封闭式二室堆肥反应器。
技术背景
好氧堆肥法作为一种生活垃圾资源化处理的有效方法，它的作用机理的探索与工艺参数的优化一直是研究的热点与难点。而使用设计科学、合理的堆肥反应器不但可以为堆肥科学研究创造有利条件，同时也是保障堆肥实际生产顺利进行的重要手段。因此，针对生活垃圾资源化处理的堆肥反应器设计与开发是十分必要的。
目前，用于生产及科研试验的堆肥反应器研究成果较多，而且在缩短堆肥周期、提高堆肥质量、降低堆肥成本等方面上都取得了长足进步。但是，随着近年来数学、分子生物学、光谱学、模型模拟等的先进方法与手段在堆肥发酵机理研究等方面的应用，使得堆肥相关领域的科学研究取得了更深的进展与实质性成果。例如，三阶段温度控制堆肥接种技术、堆肥过程中温度、湿度、氧气浓度的空间变异规律、荧光扫描等对堆肥有机质、水溶性有机物、重金属迁移等动态变化的检测与分析、堆肥的自动化技术及模型模拟软件的应用，这些研究在对给堆肥反应器设计提供更多、更广的思路与理论依据的同时，也提出了更新、更高的要求，这也将推动反应器各个方面设计的革新。例如，提高通风供氧效率、加强堆肥温度、湿度的自动化控制、堆肥产生热能利用等，尤其在堆肥恶臭气体及渗滤液排放带来的二次污染问题上也应提出有效措施加以解决。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种二室生物发酵反应器，以求在堆肥技术、理论发展的基础上，对堆肥反应器关键部位进行创新设计，以解决堆肥试验、生产中出现的还有待完善的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供的二室生物发酵反应器，其包括：
一反应器主体，其内部分为二个空间，通过支架固定在反应器底座上；
该反应器顶部固定有顶盖，顶盖下方位于二个空间的上部各设有发酵仓密闭筛；
该反应器二个空间的下部各固定有进气筛板，发酵仓密封筛与进气筛板之间共构成二个发酵仓，其中一个为一次发酵仓，一个为二次发酵仓；
各进气筛板下方各连接一气体缓冲室；
各气体缓冲室开设有进气口，该进气口共同连接一空气压缩机；
各气体缓冲室底部开设一渗透滤液出口，该出口共同连接一渗滤液收集桶；
一渗滤液回喷管道，该管道的一端插设于渗滤液收集桶，另一端连接于二次发酵仓顶盖的二次发酵仓三通出气管；该二次发酵仓三通出气管的第一端与发酵仓内的渗滤液喷头连接，第二端与外部环境相通，第三端与渗滤液回喷管道连接；
一次发酵仓的顶盖设有一次发酵仓三通出气管，其中一次发酵仓三通出气管的第一端连通一次发酵仓内，第二端与外部环境相通，第三端通过一恶臭气体导气管连接二次发酵仓的气体缓冲室进气口。
所述的二室生物发酵反应器，其中反应器主体外附着封闭式保温层，内部设有温度传感器。
所述的二室生物发酵反应器，其中传感器为探针状，由导线连接中央控制面板。
所述的二室生物发酵反应器，其中发酵仓内壁为粗糙状，且内壁上设有数圈凸起的阻风圈。
所述的二室生物发酵反应器，其中发酵仓内壁上的阻风圈其凸起高度为5mm。
所述的二室生物发酵反应器，其中空气筛板的筛孔直径为0.5mm。
所述的二室生物发酵反应器，其中气体缓冲室底部向渗透滤液出口处倾斜。
所述的二室生物发酵反应器，其中气体缓冲室底部倾斜角度为20度，
所述的二室生物发酵反应器，其中进气口与空气压缩机之间设有热交换机组。
所述的二室生物发酵反应器，其中渗滤液回喷管道连接一渗滤液泵。
由本实用新型的实施，在保证堆肥质量的同时，可以实现提高堆肥通风供氧效率，减少热量损失，改善堆体加热功能及解决堆肥过程中渗滤液及恶臭气体排放带来的二次污染问题等目的。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
结合图1对本实用新型作详细描述。
本实用新型的二室生物发酵反应器，其具体结构如图1所示，其反应器主体的内部分为二个空间，该二个空间即是后述的一次发酵仓A和二次发酵仓B。
该反应器的顶部设有顶盖1，并通过法兰2使其固定于该反应器顶部，顶盖1下方，于反应器主体的二个空间内各设置有发酵仓密闭筛3，该发酵仓密封筛3置于反应器内部空间上部内缩进50mm处，通过橡胶圈的密封作用使反应器内部空间密闭。反应器空间的下部设置有进气筛板7，由发酵仓密封筛3与进气筛板7之间构成发酵仓。一次和二次发酵仓A、B的结构基本相同，均为圆柱型，内壁粗糙，且装有温度传感器4，通过支架及四周的保温层5固定在反应器底座6上，可活动，便于进料、出料。发酵仓底部设置的进气筛板7，其筛孔为0.5mm，筛板底面直径小于发酵仓底面直径60mm，通过法兰固定在发酵仓底座上，以便拆洗、更换。进气筛板7下方与气体缓冲室C相连，气体缓冲室C内也设有与进气筛板7相同的筛板7’，该筛板7’距发酵仓底100mm，该筛板7’下方的反应器主体的侧壁上开设有进气口。进气口通过气体管道与空气压缩机9连通，分别在一次、二次发酵仓进气管道上设有阀门10和气体流量计11，以便控制和测定。空气压缩机9输出气体先经过热交换机组12再进入发酵仓，这样可以在需要时，通过调节热交换机组的功率来改变进气温度，以满足不同生产及试验处理的需要。
气体缓冲室底部呈倾斜状，与筛板7’成20度夹角，便于渗滤液回收。气体缓冲室底部倾斜端口处设有渗滤液收集管道与收集桶8相连，使堆肥过程中产生的渗滤液可以得到收集、保存，以便回灌利用或试验分析。
生物发酵反应器设有渗滤液回喷管道13，管道一端位于渗滤液收集桶8底部，一端连于二次发酵仓顶盖的渗滤液喷头14，通过渗滤液泵15可将收集的渗滤液回灌于二次发酵仓内，用于二次发酵补水。一次发酵仓顶盖中心处装有出气管16，该出气管16设计为三通，一端通于一次发酵仓内，用于一次发酵仓内气体的导出，一端连接恶臭气体导气管17，通过阀门控制，直接接入二次发酵仓的气体缓冲室进气口，最后一端由阀门控制与外部环境相通。通过阀门的开关可以实现对发酵过程中产生的恶臭气体气路的控制，一次发酵仓内产生的恶臭气体可以通入二次发酵仓进行生物处理，也可以直接排出。二次发酵仓顶端出气管16也为三通设计，一端通于发酵仓内与渗滤液喷头14连接，一端通出仓体由阀门控制，最后一端与渗滤液回喷管道13连接，由阀门控制，在需要时渗滤液可通过管道输送，从喷头均匀喷入二次发酵仓。在一次、二次发酵仓内安装有温度传感器4，它与渗滤液泵15、空气压缩机9、热交换机组12都同中央控制面板相连并受其控制，以便对堆肥生产及试验进行调节，它们的工作参数通过面板上的液晶显示屏读取。
本实用新型的主要特点如下：
1)二室设计
本实用新型设计为两室，使得一次、二次发酵可以同时进行。在生产及试验需要时，也可以同时进行一次发酵，并且通过反应器可以对两室堆肥条件分别加以控制，以满足各种处理的要求。反应器内室可活动，便于物料的进出。反应器外部覆盖密闭保温层，可有效减少外界环境对堆肥发酵的影响并防止热量损失。这对堆肥实际生产尤其是堆肥试验的科学性、严谨性、重复性有十分重要的意义。
2)一次发酵废气处理
垃圾一次发酵产生大量恶臭气体，是堆肥生产过程中二次污染的主要因素之一。本实用新型的反应器设计为密闭式，恶臭气体从一次发酵内室顶部出气口进入恶臭气体导气管路，经气体缓冲室的两层空气筛板，从二次发酵仓底部通入，通过二次发酵后腐熟堆体的充分吸收、过滤后再排出，可达到去除恶臭气体减少空气污染的目的，从而改善堆肥工作环境。
3)渗滤液回用
渗滤液是造成堆肥二次污染的另一主要因素，本实用新型，可将堆肥过程中产生的渗滤液引入渗滤液收集桶，再由泵回灌于二次发酵堆肥，渗滤液由二次发酵顶部喷头均匀喷出，用于二次发酵补水，并实现渗滤液零排放，从而解决堆肥二次污染问题。
4)空气加热系统
通常仓式堆肥装置加热方式为内热式、外壁加热，缺点是局部升温过快，热量传递不均匀，效率低，往往出现加热器周围温度过高，而其它位置温度变化不大的现象。本设计采用通热空气的方式加热，空气压缩机输出气体先经过热交换机组，再进入发酵仓，在需要时，通过调节热交换机组的功率来改变进气温度，通过气流均匀的加热堆体，提高热效率，克服以往堆体加热装置设计的不足。
5)防止通风损失的内壁及仓底设计
试验证明，发酵仓侧壁与堆料相连处易形成气流通道，通道会增大气体流失并造成气流的不均匀，使侧壁附近堆料湿度、温度快速下降，这又使更多的气体流经该区域，如此形成恶性循环，对堆体发酵的通风供氧不利。本实用新型为解决此问题，在设计的时候注意使微孔布气板直径略小于底面直径，防止气体直接流失，同时增加内壁表面粗糙程度，而且每间距10cm设有一圈凸起的阻风圈，以减少堆料与仓壁的空隙，从而降低发酵仓侧壁与堆料相连处气流通道产生的可能性，避免气体流失，达到对堆肥供氧均匀的目的。
6)双空气筛板设计
反应器发酵仓底的气体缓冲室内，安装上下两层进气筛板，筛孔直径为0.5mm，气体经两次过筛后，形成均匀、稳定的气流后再通入堆肥，可以解决压缩机造成的通风强弱不均且局部冲击力大的缺点。进气筛板通过法兰与内室底边相固定，可拆卸，便于清洗、更换。
Claims (10)
1.一种二室生物发酵反应器，其特征在于：
一反应器主体，其内部分为二个空间，通过支架固定在反应器底座上；
该反应器顶部固定有顶盖，顶盖下方位于二个空间的上部各设有发酵仓密闭筛；
该反应器二个空间的下部各固定有进气筛板，发酵仓密封筛与进气筛板之间共构成二个发酵仓，其中一个为一次发酵仓，一个为二次发酵仓；
各进气筛板下方各连接一气体缓冲室；
各气体缓冲室开设有进气口，该进气口共同连接-空气压缩机；
各气体缓冲室底部开设一渗透滤液出口，该出口共同连接一渗滤液收集桶；
一渗滤液回喷管道，该管道的一端插设于渗滤液收集桶，另一端连接于二次发酵仓顶盖的二次发酵仓三通出气管；该二次发酵仓三通出气管的第一端与发酵仓内的渗滤液喷头连接，第二端与外部环境相通，第三端与渗滤液回喷管道连接；
一次发酵仓的顶盖设有一次发酵仓三通出气管，其中一次发酵仓三通出气管的第一端连通一次发酵仓内，第二端与外部环境相通，第三端通过一恶臭气体导气管连接二次发酵仓的气体缓冲室进气口。
2.如权利要求1所述的二室生物发酵反应器，其特征在于：反应器主体外附着封闭式保温层，内部设有温度传感器。
3.如权利要求2所述的二室生物发酵反应器，其特征在于：传感器为探针状，导线连接中央控制面板。
4.如权利要求1所述的二室生物发酵反应器，其特征在于：发酵仓内壁为粗糙状，且内壁上设有数圈凸起的阻风圈。
5.如权利要求1所述的二室生物发酵反应器，其特征在于：发酵仓内壁上的阻风圈其凸起高度为5mm。
6.如权利要求1所述的二室生物发酵反应器，其特征在于：空气筛板的筛孔直径为0.5mm。
7.如权利要求1所述的二室生物发酵反应器，其特征在于：气体缓冲室底部向渗透滤液出口处倾斜。
8.如权利要求7所述的二室生物发酵反应器，其特征在于：气体缓冲室底部倾斜角度为20度，
9.如权利要求1所述的二室生物发酵反应器，其特征在于：进气口与空气压缩机之间设有热交换机组。
10.如权利要求1所述的二室生物发酵反应器，其特征在于：渗滤液回喷管道连接一渗滤液泵。
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