CN201264973Y

CN201264973Y - 双层抽斗式生物反应器

Info

Publication number: CN201264973Y
Application number: CNU2008201226575U
Authority: CN
Inventors: 魏自民; 赵越; 席北斗; 李鸣晓; 何小松
Original assignee: Northeast Agricultural University
Current assignee: Northeast Agricultural University
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2018-09-24

Abstract

一种双层抽斗立式堆肥反应器，反应器主体内部主要由上、下两个活动式抽斗发酵仓组成，均以抽拉的方式进出，关闭时，整个反应器密闭，反应器外部附保温层。反应器顶部设有进气口与气体缓冲室可与下部抽气机配合实现底部垂直抽风。上、下抽斗式发酵仓的两侧也通过导气管及喷漆塞与鼓风机相连，目的在于实现发酵时的侧壁通风。通过智能控制可实现水平、垂直的交叉送风，提高堆肥效率。反应器两个抽斗式发酵仓可以同时进行一次、二次发酵，并通过特殊的结构实现二次污染控制。反应器配有分层网格抽斗的配件可以实现堆肥试验过程中的准确定位与取样。

Description

双层抽斗式生物反应器

技术领域

本实用新型属于固体废物资源化利用领域，具体地涉及一种方便、快捷便于试验分析及小型堆肥处理的双层抽斗式生物反应器。

技术背景

20世纪60年代以来，高效快速堆肥技术已成为国内外竞相研究的重点。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。

在反应器系统中，垃圾首先被送往破碎设施进行破碎处理，以降低颗粒直径。经破碎后的垃圾送往一个封闭式的机械反应器。在此过程中可根据需要加入某些添加剂，使堆肥原料在此反应器内进行混合及生物降解。垃圾在反应器内的停留时间一般少于5天。空气通过强制通风引入反应器内，而工艺过程中的废气则通过臭气处理系统进行处理。达到所需停留时间后，反应器内的产物一般是均匀的混合物。由于这些产物还不稳定，它们需要送往其它设施作进一步处理。一般是以堆放的方式继续进行分解和熟化。这种堆放堆肥需要几天到几个月时间，然后可得粗堆肥产品，这些粗堆肥产品还可被送到分选设施，经进一步加工而得到所需产品。

反应器一般分为筒仓式和卧式转筒。筒仓式反应器为单层圆筒状(或矩形)，反应器高度一般为4～5m。大多采用钢筋混凝土筑成。用高压离心风机从底部向反应器内强制通风供氧，以维持内部的好氧状态。堆肥原料经皮带机从反应器顶部输入，初步发酵腐熟后由出料机从反应器底部出料。每天从反应器底部把已经发酵的垃圾出料一层，同时从反应器顶均匀地输入一层生活垃圾。这样，反应器内物料依次自上而下间歇式流动，发酵腐熟过程及热量自下而上传递，因而能达到相对均匀一致的发酵。反应器内下层垃圾温度可达65℃左右，一次发酵周期为5～10天。

卧式滚筒堆肥装置主体设备则是一个长20～35m，直径2～3.5m的卧式滚筒。堆肥物料从滚筒的一端进料口进料。筒体内的物料在摩擦力的作用下，随着筒体旋转而提升，同时借助自重而跌落。通过如此反复升落，物料被均匀地翻倒而与供入的空气接触，并在好氧微生物的作用下进行发酵。此外，由于筒体斜置，当物料沿旋转方向提升并靠自重跌落时，逐渐向筒体出口一端移动，这样可实现连续进出料。滚筒旋转速度一般为0.2～1.0r/min，物料填充率为80％左右，筒内温度为45～65℃，停留时间为1～6d。这种发酵滚筒一般构造简单，制造、安装、操作和维修方便，具良好的混合和搅拌功能，可控堆肥过程参数呈一定的优化状态，但其缺点是投资运行费用较高。

目前，随着堆肥理论基础研究的深入，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。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，因此吸收先进的化工理论和技术，设计新的高效低耗堆肥反应器，对于提高堆肥效率具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双层抽斗式生物反应器，以求设计简洁、实用，方便小型固体废物资源化处理技术的推广应用。

为实现上述目的，本实用新型提供的双层抽斗式生物反应器，其包括：

反应器主体内部主要由上、下两个可抽拉的抽斗式发酵仓组成；

上、下两个抽斗式发酵仓的顶部为敞口，其余各面由筛板围成；

反应器外部附有保温层，顶部设有带阀门的进气口；

上抽斗式发酵仓的上部为气体缓冲室；

下抽斗式发酵仓的下方设有渗滤液收集室，渗滤液收集室正下方为配件室，该配件室内安装有抽气机、鼓风机、智能控制面板、电路板；

本实用新型还设计了分层网格式抽斗，可以实现堆肥试验中的定点取样。本实用新型的分层网格抽斗是由筛板围成的可分离的若干层格体组成，每层格体的体积、形状相同。

本实用新型的效果如下：

1)本实用新型设计为双层抽斗式，在上下抽斗式发酵仓内堆肥可以分阶段进行，分别进行堆肥的一次、二次发酵；上下抽斗间以不锈钢筛板相隔，可以满足抽斗间物料的物质、能量交换，为不同发酵工艺的选用提供可能；抽斗式设计方便进出料，适合小型堆肥处理的实际操作，且外型美观。

2)本实用新型采用侧壁通风，通入的新鲜空气从一次发酵抽斗侧壁进入，经过一次发酵利用后，排出的气体再送入二次发酵抽斗，这样可以使一次发酵排出气体中恶臭气体得到二次发酵后腐熟堆体的吸附，同时由于二次发酵对氧气的需要减少，也使得一次发酵排出气体中低氧气含量可以满足二次发酵需要，从而减少新鲜空气的使用量。

3)本实用新型还可以采用抽气方式从顶部进气口对物料进行垂直送风，可以与侧壁通风相结合，使堆体内部空气流动呈立体交叉式进行，弥补单一通风方式带来的通风供氧不均一的缺点，而且根据堆肥不同阶段以及不同物料的需要，调整两种送风量的大小、比例，可以大大提高了通气效率。

4)本实用新型的抽斗式发酵仓为两个抽拉进出的抽斗，在小型的肥料生产以及堆肥试验中，这一设计可以使进出料变的更为灵活、简便，且两抽斗间或不干扰。

5)本实用新型在发酵仓内的空间用筛网分为若干网格，各个网格间的筛板并不影响物料间物质、能量的传递，取样时按照网格取，即可准去定位，不破坏取样点周围原有情况。

附图说明

图1为本实用新型的抽斗式发酵仓的结构示意图；

图2为分层网格抽斗的结构示意图；

图3为本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的双层抽斗式生物反应器，其结构包括：

反应器主体内部由上、下两个活动的抽斗式发酵仓分为二个空间，外部附保温层，顶部设有带阀门的进气口。

抽斗式发酵仓用于发酵堆肥物料，由滑道支撑在反应器主体内部，可抽拉式进出，长1m，宽1m，高0.8m。

抽斗式发酵仓为上部敞口，抽屉内是发酵仓体，抽斗式发酵仓底部、两侧面为不锈钢网格筛板，筛板孔径为1mm；背面、正面密封材料外附保温材料且正面外部安装把手。

分层网格抽斗，是在抽斗式发酵仓的基础上，将其内部由筛孔为1mm的不锈钢网格筛板分隔成8层，每层含有体积、形状相同的格体；

分层网格抽斗中的层高为0.1m，长1m，宽1m，层与层之间可拆分组合，格体为边长0.1m的立方体，格体位置在层上固定。

上、下两抽斗式发酵仓的形状相同，在反应器主体内部上抽斗式发酵仓位于下抽斗式发酵仓正上方，两个抽斗式发酵仓之间设有0.02m的间隔，且上、下两抽斗式发酵仓的位置可以替换。

抽斗式发酵仓与反应器主体内部呈抽屉式结构分布，上抽斗式发酵仓的上方设有气体缓冲室，高度0.02m，与进气口相通；下抽斗式发酵仓的下方设有渗滤液收集室，高度0.02m，渗滤液收集室底面倾斜与反应器主体侧壁呈10度夹角，倾斜一侧设有渗滤液收集口。

气体缓冲室下方为一封闭空间是安装气泵、抽气机、电路板以及其它配件。

下面结合图例对本实用新型作详细描述。

请参阅图1、图2和图3。为本实用新型的双层抽斗式生物反应器的结构示意图。

该反应器的顶部设有进气口1，进气口1装有斗式空气筛板1a，进气口1与下方的气体缓冲室2相连，当抽气机3开动时，气体由进气口1进入气体缓冲室2，在此形成稳定气流后可由上抽斗式发酵仓4上方进入，并在垂直方向，向下移动，经过上抽斗式发酵仓4底部的不锈钢网格筛板进入下抽斗式发酵仓5，最后由出气口6排出。

反应器整体外部附有保温层7，上、下两抽斗式发酵仓以抽拉的方式进出，填装物料后关紧密闭，抽斗关闭后反应器整体外部形成封闭结构。

发酵过程中侧壁通风是通过鼓风机8连接的导气管由上抽斗式发酵仓右侧的喷气塞9通入实现的，气体从右侧面进入上抽斗式发酵仓，水平移动至左侧后由左侧的不锈钢筛板排入气体管道10，再由喷气塞11进下抽斗式发酵仓的左侧筛板最后经水平移动至下抽斗式发酵仓的右侧，由出气口12排出。在正常运行时鼓风机与抽气机可以根据不同的通风需要而调节开关。当两台设备间歇开关时，可以实现较好的通风供氧效率，这种控制包括通风时间、通风量可以由装在设备室13的智能控制板实现。

一次发酵结束时，随着物料的减容减重，可将上抽斗式发酵仓中的物料倒入下抽斗式发酵仓中，上抽斗式发酵仓重新填装新物料，此时反应器中可以同时进行一次发酵(上抽斗式发酵仓)、二次发酵(下抽斗式发酵仓)，此时由于上下分层结构与特殊的通风方式，可以较容易的实现堆肥二次污染的控制：其中上抽斗式发酵仓中一次发酵产生的恶臭气体可以送入下抽斗式发酵仓中，由后腐熟堆体吸收后排出；上抽斗式发酵仓中产生的渗滤液通过上抽斗式发酵仓底部的不锈钢筛板由中作用自然流入下抽斗式发酵仓中，供二次发酵补水，两抽斗式发酵仓分别装有温度探头14。

在使用分层网格抽斗时，物料先分层填装在每层的格体中，然后再将各层组合成一个完整抽斗，分层网格抽斗中各个格体有对应的空间三维标号，方便取样定位，在运行过程中使用方法与普通抽斗一致。取样时，将抽斗式发酵仓拉出，根据需要拆开层，取出对应位置样品，再装回即可。

Claims

1、一种双层抽斗式生物反应器，其特征在于：

反应器主体内部由上、下两个可抽拉的抽斗式发酵仓组成；

反应器外部附有保温层，顶部设有带阀门的进气口；

上抽斗式发酵仓的上部为气体缓冲室；

鼓风机通过导气管连接至上抽斗式发酵仓一侧的气体缓冲室。

2、如权利要求1所述的双层抽斗式生物反应器，其特征在于：上、下两个抽斗式发酵仓内设有分层网格抽斗。

3、如权利要求2所述的双层抽斗式生物反应器，其特征在于：分层网格抽斗是由筛板围成的可分离的若干层格体组成，每层格体的体积、形状相同。