CN201372277Y - 有机物好氧发酵装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型为一种有机物好氧发酵装置，将有机物质在高温好氧发酵分解制造流程中所产生的废水、废气及废热与固体余物，应用本实用新型进行萃取或回收，以提供养殖槽所需的温度、二氧化碳(CO2)和硝酸根(NO3 －)及高化学需氧量(COD)溶液，并将废气中的氢气制成燃料电池；其中该养殖槽可培养微生物(如真菌、微藻等)，微生物所产生的油脂及蛋白质可作为生质柴油的原料及饲料中的高蛋白成分。

Description

有机物好氧发酵装置
技术领域
本实用新型为一种有机物好氧发酵装置，特别涉及一种可将有机物质高温好氧发酵分解制造流程中所产生的废水、废气与废热进行萃取或回收，以提供或辅助微生物生长所需的温度、二氧化碳(CO2)、硝酸根(NO3 -)和高化学需氧量(COD)溶液的有机物好氧发酵装置。
背景技术
目前的有机物质发酵处理机，可进行各种有机物质的高温发酵处理，高温发酵过程中需维持良好的好氧环境，故需不断供给常温新鲜空气，常温新鲜空气约为30℃、相对湿度75％RH、绝对湿度0.0202kg/kg、焓值81.749kJ/kg、比容积0.8867M3/kg。
然而，常温新鲜空气供给有机发酵处理机进行好氧发酵混合后，所排放的有机气体约为75℃、相对湿度100％RH、绝对湿度0.38587kg/kg、焓值192.01kJ/kg、比容积1.5925M3/kg，其富含高COD水蒸气、H+、CO2、NO3 -与热能，均可回收作为资源重生再利用。
但是以往有机物在进行高温好氧发酵时所排放的有机气体，仅将高温饱和水蒸气经降温凝结为高COD的液态肥外，其余有机气体都当成无用废气，经生物滤床或活性炭塔处理后，直接排放至大气环境中，未能做到进一步的资源回收再利用，因而浪费了不少热能与资源。
发明内容
为了避免上述缺失并加以改良，本实用新型的目的在于提供一种有机物好氧发酵装置，将有机物质高温好氧发酵分解制造流程中，所产生的高COD废水、废气与废热，进行萃取或回收，以提供或辅助微生物生长所需的温度、二氧化碳(CO2)、硝酸根(NO3 -)和高COD水溶液。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种有机物好氧发酵装置，其包括：
一发酵处理机，所述发酵处理机包含有一发酵槽、一萃取液体器及气体分离槽所组成，所述发酵槽供有机物质置入分解；于所述发酵槽一端连接萃取液体器，而所述萃取液体器一端连接气体分离槽；又所述发酵处理机连接一气/水热交换器；
一气/水热交换器，所述气/水热交换器的进气管路与发酵处理机相接，使得高温有机气体经过气/水热交换器散热凝结为营养液，而由所述气/水热交换器再接出液体排出管及气体排出管；
一养殖槽，所述养殖槽连接液体排出管及气体排出管。
在本新型的优选实施例中，所述气体排出管可设置一个以上的阀，以控制气体的流量。
在本新型的优选实施例中，所述气体排出管的末端可设置活性炭塔及排风机，而将废气作处理后排放至大气。
在本新型的优选实施例中，所述气/水热交换器可加设一水泵。
本实用新型的优点：
1、本新型的发酵处理机于发酵时所排放的废气，部分为高温饱和水蒸气，含有大量潜热，可经气/水热交换器将废热回收，提供作为养殖槽内如真菌、微藻等微生物生长繁殖所需的温度。
2、本新型的发酵处理机于发酵时所排放的废气，约有1％或2％为氢气，氢气可经过燃料电池(Fuel Cell)转换为电能，变成电流，以提供照明及其他用途。
3、本新型的发酵处理机于发酵时所排放的废气，部分为二氧化碳(CO2)和含有硝酸根(NO3 -)的水蒸气，可提供作为养殖槽内如真菌、微藻等微生物生长繁殖所需的碳源及氮源。
4、本新型的发酵处理机发酵时所排放的有机废气，气体内含有丰富的有机盐，经凝结回收储存为高化学需氧量(COD)溶液，提供作为微生物如真菌、微藻等生长繁殖所需的营养元素，为无臭的有机肥。
附图说明
图1为本实用新型的立体外观示意图；
图2为本实用新型的方块示意图。
附图标记说明：10-发酵处理机；11-发酵槽；12-萃取液体器；13-气体分离槽；20-气/水热交换器；21-进气管路；22-液体排出管；23-气体排出管；231-阀；232-活性炭塔；233-排风机；30-养殖槽。
具体实施方式
以下结合附图，对本新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
一种有机物好氧发酵装置，其包括：
一发酵处理机10，如图1所示，其为本新型的发酵处理机立体外观示意图，该发酵处理机10包含有一发酵槽11、一萃取液体器12及气体分离槽13所组成，该发酵槽11供有机物质置入分解，于该发酵槽11一端连接萃取液体器12，而该萃取液体器12一端连接气体分离槽13，借此有机物质在发酵槽11分解而产生的液体可由萃取液体器12抽取，再利用气体分离槽13将萃取液体器12的空气分离，而排出高温有机气体；又该发酵处理机10连接一气/水热交换器20；
其中，该有机物质在经高温(65℃～85℃)搅拌的发酵分解过程中，需不断提供适量的新鲜空气供给，以维持良好的好氧(aerobic)发酵环境，因此新鲜空气在经高温发酵混合后所排放的有机气体，是含有水蒸气(H2O)、碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、硫(S)等化合物及热量的有机气体。
例如，上述发酵分解过程可用下列化学过程反应描述：
C5H7NO2+7O2→5CO2+3H2O+NO3 -+H++能量，其中C5H7NO2为部分有机物的分子结构。
一气/水热交换器20，该气/水热交换器20的进气管路21与发酵处理机10相接，使得高温有机气体经过气/水热交换器20散热凝结为营养液，而由该气/水热交换器20再接出液体排出管22及气体排出管23；该气体排出管23所排出的气体包含：二氧化碳、含有硝酸根的水蒸气及氢气；气体排出管23所排出的气体经过养殖槽30时，养殖槽30内的微生物可吸取气体中的二氧化碳及水蒸气中的硝酸根，最后剩下的氢气可供燃料电池的转换成电能；而该液体排出管22所排出的液体为高温有机气体经过气/水热交换器散热凝结后，而形成的高化学需氧量(COD)溶液；
一养殖槽30，该养殖槽30连接液体排出管22及气体排出管23，于一方面可使得液体排出管22所排出的液体供应给养殖槽30，另一方面养殖槽30可吸收由气体排出管23排出的气体。
图2所示为本新型的方块示意图，本新型的发酵处理机10所产生高温有机气体，经过资源重生再利用取得方法包括流程如下：
废热取得：将发酵处理机10所排放的高温有机气体，透过气/水热交换器20与水泵的循环使用，将高温废气中的热能不断回收，并将此回收热透过管路提供至养殖槽30，以维持养殖槽30的最佳槽内温度。
高化学需氧量(COD)溶液取得：将发酵处理机所排放的高温有机气体，透过气/水热交换器的循环使用，让高温有机废气中的饱和水蒸气作潜热与显热释放，而凝结成为高化学需氧量(COD)溶液(其中含已溶在水中的NO3 -、有机碳、磷及其他微量元素)，并将此高化学需氧量(COD)溶液透过液体排出管22，提供至养殖槽30，以供给微生物生长所需养分。
二氧化碳取得：发酵处理机10所排放的高温有机气体，在经过气/水热交换器20回收废热与高化学需氧量(COD)溶液后，由高温降为中温的有机气体；因为经过发酵处理机10的好氧发酵，此时有机气体中富含有二氧化碳，将此有机气体透过气体排出管23送至养殖槽，以供给微生物生长所需的部分碳源。
氢气取得：排放的高温有机气体，在经过气/水热交换器20回收废热与高化学需氧量(COD)溶液后，由高温降为中温的有机气体，将此有机气体透过气体排出管23不断的送至养殖槽30，以供给微生物生长所需，此时有机气体中的二氧化碳将会溶入养殖槽30中，所余的气体主要为空气及氢气，再透过燃料电池的萃取，可将氢气转化为电力作为使用。
另外，该气体排出管23可设置一个以上的阀，以控制气体的流量，于该气体排出管23的末端可设置活性炭塔232及排风机233，而将废气作最后的处理，而排放至大气。
该养殖槽内可培养微生物，所述微生物为真菌、微藻等。在有阳光或黑暗环境下，可把二氧化碳或有机碳转换为油脂(lipids)和蛋白质(proteins)；但其生殖环境需要适当的温度、需要氮、磷及其他的微量元素，利用本实用新型在发酵中所产生的废弃物及气体正好提供所述微生物生长的条件。
本实用新型的优点：
1、本新型的发酵处理机于发酵时所排放的废气，部分为高温饱和水蒸气，含有大量潜热，可经气/水热交换器将废热回收，提供作为养殖槽内如真菌、微藻等微生物生长繁殖所需的温度。
2、本新型的发酵处理机于发酵时所排放的废气，部分为氢气，氢气可经过燃料电池(Fuel Cell)转换为电能。
3、本新型的发酵处理机于发酵时所排放的废气，部分为二氧化碳(CO2)和含有硝酸根(NO3 -)的水蒸气，可提供作为养殖槽内如真菌、微藻等微生物生长繁殖所需的碳源及氮源。
4、本新型的发酵处理机发酵时所排放的有机废气，气体内含有丰富的有机盐，经凝结回收储存为高化学需氧量(COD)溶液，提供作为微生物如真菌、微藻生长繁殖所需的营养元素。
以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种有机物好氧发酵装置，其特征在于其包括：
一发酵处理机，所述发酵处理机包含有一发酵槽、一萃取液体器及气体分离槽所组成，所述发酵槽供有机物质置入分解；于所述发酵槽一端连接萃取液体器，而所述萃取液体器一端连接气体分离槽；又所述发酵处理机连接一气/水热交换器；
一气/水热交换器，所述气/水热交换器的进气管路与发酵处理机相接，使得高温有机气体经过气/水热交换器散热凝结为营养液；而由所述气/水热交换器再接出液体排出管及气体排出管；
一养殖槽，所述养殖槽连接液体排出管及气体排出管。
2.如权利要求1所述的有机物好氧发酵装置，其特征在于所述气体排出管设置一个以上的阀，以控制气体的流量。
3.如权利要求1所述的有机物好氧发酵装置，其特征在于所述气体排出管的末端设置活性炭塔及排风机，而将废气处理后排放至大气。
4.如权利要求1所述的有机物好氧发酵装置，其特征在于所述气/水热交换器加设一水泵。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108342306A (zh) * 2018-04-20 2018-07-31 南京贝特空调设备有限公司 一种智能豆腐渣发酵设备

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