CN202519169U - 一种带热量交换的卧置旋转滚筒式好氧发酵反应器 - Google Patents

Abstract

一种带热量交换的卧置旋转滚筒式好氧发酵反应器，包括卧置滚筒发酵罐、托轮组、回转驱动装置、进料侧封盖、出料侧封盖；卧置滚筒发酵罐、进料侧封盖、进料侧密封装置、出料侧封盖、出料侧密封装置共同组成一个密闭的发酵空间；进料侧封盖上设置有进料孔和进料侧通风孔，出料侧封盖上设置有出料侧通风孔和出料孔；通风孔与外部通风管道密封相连，进料孔安装有进料闸门，出料孔安装有出料闸门，卧置滚筒发酵罐外部装有换热水套，发酵罐内安装有物料抄板，回转驱动装置为齿轮驱动或摩擦驱动。本实用新型占地面积小，可对好氧发酵反应进行控制而不受环境因素的影响，发酵效率高，发酵产生的热量可加以利用，发酵产生的臭气集中处理、回收氨氮后向大气排放，对保护环境，提高人民生活水平有着重大影响。

Description

一种带热量交换的卧置旋转滚筒式好氧发酵反应器

技术领域

本实用新型属于生物降解技术领域。具体涉及一种带热量交换的卧置旋转滚筒式好氧发酵反应器，广泛应用于粪便、污泥及垃圾的减量化、无害化、资源化处理。

背景技术

科学技术的进步和社会生产力的提高给人类社会带来了空前的物质财富，极大地推动了社会文明的发晨。与此同时，人口的急剧增加、资源的过度开发、环境污染和生态破坏等同题也日益突出，并已经对社会经济的发展以及人类的生存产生不容忽视的影响。

长期以来我国绝大部分城市采用露天堆放、自然填沟和填坑的原始方式消纳城市垃圾．这种处理方式对土壤、地下水、大气等都会造成现实的影响和潜在的危害。特别是填埋厂的渗沥水，由于没有进行必要的收集和净化处理，已经导致一些地区水源的严重污染。由于垃圾堆存侵占了大量宝贵的土地资源。垃圾问题实际上已经阻碍了人民生活水平的进一步提高和城市建设的发展。城市生活垃圾问题，已经成为当今世界最严重的公害之一。

随着我国城镇污水处理率的不断提高，城镇污水处理厂污泥产量也急剧增加。目前全国城镇污水处理厂污泥只有小部分进行卫生填埋、土地利用、焚烧和建材利用等，而大部分未进行规范化的处理处置。污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质，未经有效处理处置，极易对地下水、土壤等造成二次污染，直接威胁环境安全和公众健康，使污水处理设施的环境效益大大降低。

我国养殖业发展呈现两大趋势：一是在农业总产值中占的比重增大，二是向规模化养殖发展。目前，我国已成为世界最大的肉、蛋生产国，禽肉、猪肉、鸡蛋产量均居世界第一。作为世界第一的畜禽养殖大国，我国养殖污染问题十分严重。由于畜禽养殖业大多分散于我国广大农村和城镇周围，环境污染十分惊人。由于在养殖生产过程中产生的废弃物没有经过有效的处理，其造成的污染已超过了当地工业废水和生活污染水的总和。

由此可见，人类生活产生的主要副产品：粪便、污泥及有机垃圾，量大且高度集中，如果不能及时有效处置，极易造成污染成为环境灾难。

将粪便、污泥及有机垃圾进行好氧发酵处理，首先可以将其中的易腐有机物转化为土壤易接受的有机营养土，其次堆肥过程中的高温发酵使垃圾中的致病菌、寄生虫卵基本被杀死，消除了有害病菌的传播，同时把垃圾变成有机肥料，实现了资源回收，达到了资源化的要求，促进了自然界物质良性循环。它不仅有效解决了粪便、污泥及有机垃圾的减量化的问题．而且解决了粪便、污泥及有机垃圾的污染问题。好氧发酵是把减量化、无害化、资源化融为一体的比较理想的处理方法。而目前广泛采用的好氧发酵技术，主要存在：①占地面积大；②发酵时间长（一般发酵时间需要15天到一个月左右）；③在低温天气时发酵速度下降；④发酵产生的热量任其向大气排放未加以利用；⑤好氧发酵产生的臭气未加处理向大气排放，造成了环境污染。

发明内容

为解决现有好氧发酵技术存在的上述问题，本实用新型提供一种带热量交换的卧置旋转滚筒式好氧发酵反应器，该装备占地面积小，可对好氧发酵反应进行控制而不受环境因素的影响，发酵效率高，发酵产生的热量可加以利用，发酵产生的臭气集中处理、回收氨氮后向大气排放。

本实用新型采用的技术方案是：

这种带热量交换的卧置旋转滚筒式好氧发酵反应器，包括卧置滚筒发酵罐、托轮组、回转驱动装置、进料侧封盖及密封装置、出料侧封盖及密封装置；卧置滚筒发酵罐与进料侧封盖、进料侧密封装置、出料侧封盖、出料侧密封装置组成了一个密闭的发酵空间；进料侧封盖上部设置有进料孔和进料侧通风孔，出料侧封盖上部设置有出料侧通风孔，出料侧封盖下部设置有出料孔；通风孔与外部通风管道密封相连。

上述技术方案中，进料孔在卧置滚筒进料侧封盖内侧安装有进料闸门，出料孔在卧置滚筒出料侧封盖外侧安装有出料闸门。

上述技术方案中，卧置滚筒发酵罐内部安装固定有物料抄板，物料抄板与卧置滚筒发酵罐轴线平行，或者物料抄板与卧置滚筒发酵罐轴线倾斜成一定角度形成螺旋，或者整个滚筒内物料抄板分成前后两部分，前后两部分物料抄板与卧置滚筒发酵罐轴线倾斜成相反的角度，形成相反的螺旋。

上述技术方案中，托轮组至少有两组，托轮组的数量依滚筒长度而定；与之相对应，在卧置滚筒发酵罐上设置有跟卧置滚筒发酵罐同轴的滚圈，滚圈支撑着卧置滚筒置于托轮组上，通过调节托轮组的高低，可使卧置滚筒的轴线与水平面成0~5度的夹角，通过调节这一夹角的大小，可以调节被发酵原料向出料端的输送速度；卧置滚筒在托轮组的支撑下由滚筒回转驱动装置驱动转动。

上述技术方案中，卧置滚筒发酵罐的其中一个托轮组设置有避免滚筒沿轴线发生窜动的装置。此装置是止挡轮，或者托轮带有挡边。

上述技术方案中，卧置滚筒发酵罐的回转驱动装置可为齿轮驱动装置或者摩擦驱动装置，所述齿轮驱动装置由电动机、联轴器、减速器、小齿轮依次连接，小齿轮与卧置滚筒发酵罐上的同轴齿轮圈啮合，驱动卧置滚筒发酵罐转动；所述摩擦驱动装置为：托轮组的同轴托轮之间通过连接轴连接在一起，两根连接轴分别跟减速器输出轴上的联轴器连接；电动机通过链传动装置或带传动装置分别连接驱动两台减速器，两台减速器的输出轴通过联轴器连接带动连接轴，驱动连接轴上的全部托轮，托轮与卧置滚筒发酵罐的滚圈摩擦连接，驱动卧置滚筒发酵罐转动。

上述技术方案中，卧置滚筒发酵罐的通风孔与外部通风管密封连接，卧置滚筒发酵罐内的反应废气被送往除臭设备集中处理，回收氨氮后无污染排放。

上述技术方案中，进料孔在卧置滚筒内端，设置的进料闸门，在无料进入时自动关闭，在有料进入时自动打开。

上述技术方案中，出料孔在卧置滚筒外端，设置的出料闸门，在出料时，打开出料闸门，在不出料时，将出料闸门关闭。

上述技术方案中，卧置滚筒发酵罐外部装有同轴筒状换热水套，被齿圈或滚圈分隔成几部分的水套，通过水套连接管连接成一整体。 

上述技术方案中，同轴筒状换热水套通过水套引出管引至滚筒发酵罐轴心处，并通过安装在封盖轴心处的旋转接头与外部循环水管连接。

上述技术方案中，卧置滚筒发酵罐外部的同轴筒状换热水套外面包裹有保温层，保温层由保温隔热材料组成，如岩棉、聚胺脂、石棉等。

上述技术方案中，物料在卧置滚筒发酵罐内从进料侧向出料侧的移动，可以通过卧置滚筒发酵罐与水平面成一定角度来实现，也可以通过抄板与卧置滚筒轴线倾斜成一定的角度形成的螺旋来实现。

上述技术方案中，物料在卧置滚筒发酵罐从进料侧向出料侧的移动，还可以通过前后两部分抄板与卧置滚筒轴线倾斜角度相反形成相反的螺旋，并由卧置滚筒发酵罐的正反转来实现。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的这种带热量交换的卧置旋转滚筒式好氧发酵反应器将发酵物料快速加热至好氧发酵反应所需的温度，在好氧发酵反应进行中，通过调节水套中循环水的水温和流量，可控制好氧发酵反应在合适的温度下进行。由于好氧发酵反应在密闭的卧置滚筒发酵罐内进行，反应所产生的废气在抽风机的作用下送往除臭设备集中处理、回收氨氮后排放。因此本实用新型发酵效率高、环保效果好，必将为低碳经济和环境保护作出重要贡献。

附图说明：

图1为本实用新型实施例1结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的右视图；

图4为图1的断面图；

图5为本实用新型实施例2结构示意图；

图6为图5的左视图；

图7为图5的右视图。

图中编号：1——进料侧封盖，2——进料侧水套引出管，3——进料侧外部水管连接法兰，4——进料侧旋转接头，5——进料孔，6——进料闸门，7——进料侧通风管法兰， 8——进料侧密封装置，9——水套，10——保温层，11——抄板, 12——水套连接管, 13——卧置滚筒发酵罐，14——出料侧水套引出管，15——出料侧密封装置，16——出料侧通风管法兰，17——出料侧旋转接头，18——出料侧外部水管连接法兰，19——出料侧封盖，20——出料孔，21——出料闸门，22——出料侧托轮组，23——出料侧滚圈，24——电动机，25——联轴器，26——减速器，27——小齿轮，28——外齿轮圈，29——进料侧托轮组，30——进料侧滚圈，41——传动轴，42——联轴器，43——减速器，44——电动机输出轴链轮，45——电动机，46——链条，47——减速器输入轴链轮。

具体实施方式：

参见图1、2、3、4的实施例1结构示意图，卧置滚筒发酵罐的驱动方式为齿轮驱动。

卧置滚筒发酵罐13置于进料侧托轮组29、出料侧托轮组22之上，两组托轮组分别与滚筒发酵罐13的进料侧滚圈30和出料侧滚圈23接触，调节进料侧托轮组29使卧置滚筒发酵罐13之进料侧高于出料侧,使卧置滚筒发酵罐13的轴线与水平面的夹角在0～5°间可调。出料侧托轮组22设置有止挡轮，止挡轮的作用是避免滚筒沿轴线发生窜动。

电动机24输出轴驱动联轴器25、减速器26，通过减速机26输出轴上的小齿轮27和与之啮合的外齿轮圈28，驱动卧置滚筒发酵罐13绕其轴线转动。

卧置滚筒发酵罐13的两端分别设有进料侧封盖1、出料侧封盖19；卧置滚筒发酵罐13、进料侧封盖1、进料侧密封装置8、出料侧封盖19及出料侧密封装置15共同组成了一个密闭的发酵空间。

进料侧封盖1上设置有进料孔5和进料侧通风管法兰7，进料孔5和进料侧通风管法兰7布置在进料侧封盖7的上部。进料孔5在卧置滚筒发酵罐13的内侧，设置有进料闸门6，在无料进入时自动关闭，在有料进入时自动打开。

出料侧封盖19上设置有出料孔20和出料侧通风管法兰16，出料侧通风管法兰16布置在出料侧封盖19的上部，出料孔20布置在出料侧封盖19的下部。出料孔20在卧置滚筒发酵罐13的外侧，设置有出料闸门21，在出料时，打开出料闸门，在不出料时，将出料闸门关闭。

进料侧外部的通风管道与进料侧封盖1上的进料侧通风管法兰7密封相连，出料侧外部的通风管道与出料侧封盖19上出料侧通风管法兰16密封相连。

外部的进料输送装置与进料侧封盖1上的进料孔5密封相连，外部的出料输送装置的进料口布置在出料闸门21的下方。

卧置滚筒发酵罐13的外部焊有同轴水套9，水套9被卧置滚筒发酵罐13上的外齿轮圈28、进料侧滚圈30和出料侧滚圈23分成了几部分，水套9通过水套连接管12连通成一个整体。

水套9由进料侧水套引出管2通过设置在进料侧封盖1中心处的进料侧旋转接头4与进料侧外部水管连接法兰3相连接。水套9由出料侧水套引出管14通过设置在出料侧封盖19中心处的出料侧旋转接头17与出料侧外部水管连接法兰18相连接。

水套9外设置保温层10，可以减少热能的辐射浪费。

本实用新型工作时，待发酵处理的粪污、污泥及垃圾（统称为发酵原料）和好氧菌种通过外部的进料输送装置输送，通过进料侧封盖1上的进料孔5、进料闸门6进入卧置滚筒发酵罐13内。

外部热水经进料侧外部水管连接法兰3、进料侧旋转接头4、进料侧水套引出管2进入水套9，再由出料侧水套引出管14、出料侧旋转接头17与出料侧外部水管连接法兰18流出，对卧置滚筒发酵罐13和发酵原料进行加热，可将待发酵物料快速加热至好氧发酵反应所需的温度，在好氧发酵反应进行中，通过调节进水水温和流量，可控制好氧发酵反应在合适的温度下进行。根据不同的发酵工艺，热水的进出方式也可与之相反，即热水从出料侧进入水套，从进料侧流出。

电动机24驱动联轴器25、减速器26，通过减速机26输出轴上的小齿轮27和与之啮合的外齿轮圈28，驱动卧置滚筒发酵罐13绕其轴线转动。卧置滚筒发酵罐13内的抄板11不断将物料抄起，使其与氧气充分地接触。好氧菌在含氧空气的作用下，开始大量繁殖并开始降解消化发酵原料。

外部的抽风机通过出料侧外部的通风管道、出料侧封盖19上的出料侧通风管法兰16，将好氧发酵产生的废气抽出，送往除臭设备集中处理、回收氨氮后排放；好氧发酵反应所需的氧气，依靠抽风机在卧置滚筒发酵罐13内产生的负压，由进料侧外部的通风管道、进料侧封盖1上进料侧通风管法兰7补充的新鲜空气获得。根据发酵工艺的不同，也可以采用相反的连接方式。废气从进料侧抽出，新鲜空气从出料侧进入。

经充分发酵后，好氧发酵产成品从出料侧封盖19上的出料孔20、出料闸门21，经外部的出料输送装置送往下道工艺。

参见图5、6、7的实施例2结构示意图，卧置滚筒发酵罐的驱动方式为摩擦驱动。

实施例1与实施例2的区别只是卧置滚筒发酵罐的驱动方式不同，本实施例2采用的是摩擦驱动方式。

托轮组同轴托轮之间通过连接轴41连接在一起，两根连接轴分别跟减速器43输出轴上的联轴器42连接；电动机45通过电动机输出轴链轮44、链条46分别驱动两台减速器43输入轴上的链轮47，两台减速器的输出轴通过联轴器42带动连接轴41从而驱动全部托轮作为摩擦驱动的驱动轮，通过摩擦驱动卧置滚筒发酵罐转动。

本实施例中电动机和减速器之间的传动方式可采用链传动方式，也可以采用带传动方式。

Claims (6)

1.一种带热量交换的卧置旋转滚筒式好氧发酵反应器，其特征在于包括卧置滚筒发酵罐、托轮组、回转驱动装置、进料侧封盖及密封装置、出料侧封盖及密封装置；卧置滚筒发酵罐与进料侧封盖、进料侧密封装置、出料侧封盖、出料侧密封装置共同组成了一个密闭的发酵空间；进料侧封盖上部设置有进料孔和进料侧通风孔，出料侧封盖上部设置有出料侧通风孔，出料侧封盖下部设置有出料孔；通风孔与外部通风管道密封相连。

2.根据权利要求1所述的带热量交换的卧置旋转滚筒式好氧发酵反应器，其特征在于进料孔在卧置滚筒进料侧封盖内侧安装有进料闸门，出料孔在卧置滚筒出料侧封盖外侧安装有出料闸门。

3.根据权利要求1所述的带热量交换的卧置旋转滚筒式好氧发酵反应器，其特征在于卧置滚筒发酵罐内部安装固定有物料抄板，物料抄板与卧置滚筒发酵罐轴线平行，或者物料抄板与卧置滚筒发酵罐轴线倾斜成一定角度形成螺旋，或者整个滚筒内物料抄板分成前后两部分，前后两部分物料抄板与卧置滚筒发酵罐轴线倾斜成相反的角度，形成相反的螺旋。

4.根据权利要求1所述的带热量交换的卧置旋转滚筒式好氧发酵反应器，其特征在于回转驱动装置为齿轮驱动装置或者摩擦驱动装置，所述齿轮驱动装置由电动机、联轴器、减速器、小齿轮依次连接，小齿轮与卧置滚筒发酵罐上的同轴齿轮圈啮合，驱动卧置滚筒发酵罐转动；所述摩擦驱动装置为：托轮组的同轴托轮之间通过连接轴连接在一起，两根连接轴分别跟减速器输出轴上的联轴器连接；电动机通过链传动装置或带传动装置分别连接驱动两台减速器，两台减速器的输出轴通过联轴器连接带动连接轴，驱动连接轴上的全部托轮，托轮与卧置滚筒发酵罐的滚圈摩擦连接，驱动卧置滚筒发酵罐转动。

5.根据权利要求1所述的带热量交换的卧置旋转滚筒式好氧发酵反应器，其特征在于卧置滚筒发酵罐外部装有同轴筒状换热水套，被齿圈或滚圈分隔成几部分的水套，通过水套连接管连接成一整体；卧置滚筒发酵罐外部装置的同轴筒状换热水套外面包裹有保温层。

6.根据权利要求1所述的带热量交换的卧置旋转滚筒式好氧发酵反应器，其特征在于卧置滚筒发酵罐的轴线与水平面的夹角在0～5℃间可调。

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