CN202898428U

CN202898428U - 一种节水型生物质固废固态好氧发酵反应装置

Info

Publication number: CN202898428U
Application number: CN 201220625088
Authority: CN
Inventors: 王心一; 鞠美庭; 李维尊
Original assignee: Nankai University
Current assignee: Nankai University
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2022-11-23

Abstract

一种节水型生物质固废固态好氧发酵反应装置，包括发酵反应器、搅拌装置、加热装置、水收集装置和温度湿度控制装置，发酵反应器分别设有进、出料口、加液管道进口、热水进、出口管和排风扇；搅拌装置包括电机和螺旋式搅拌器；加热装置为太阳能加热板，其换热器设于发酵反应器前壁和后壁的夹层内；水收集装置包括冷凝罩、溢流槽、收集瓶和排水口；测温传感器和测湿传感器的探头位于发酵反应器内并与控制室的测温仪和测湿仪连接。本实用新型的优点：该装置能耗低、节水率高、易于操作、成本低，通过一次加水即可保证微生物发酵过程中对水的需求，实现水在反应器内部的循环，提高微生物生长代谢速度和发酵效率，可广泛用于生物质固废好氧发酵体系。

Description

一种节水型生物质固废固态好氧发酵反应装置

技术领域

本实用新型涉及发酵反应装置，特别是一种节水型生物质固废固态好氧发酵反应装置。

背景技术

现有的生物质固废固态好氧发酵反应装置是以秸秆、麦草、园林绿化垃圾等含有丰富的木质纤维素为原料，在好氧微生物的作用下进行发酵的过程，广泛用于有机肥的生产。固态发酵工艺简单，免去了脱水、干燥等程序，具有高产、简易、低投入和低能耗等优点。然而在发酵过程中，随着反应的进行，水分蒸发量大，导致发酵体系中水分流失严重，不利于微生物的生长、代谢及底物降解，造成发酵不彻底、效率低等问题。

发明内容

本实用新型目的在于针对上述好氧发酵反应装置中存在的问题，提供一种节水型生物质固废固态好氧发酵反应装置，该反应装置采用收集发酵过程中的水蒸气并回用于发酵体系，保持发酵系统中水分的相对稳定，在减少新鲜水用量的同时提高发酵效率。

本实用新型的技术方案：

一种节水型生物质固废固态好氧发酵反应装置，包括发酵反应器、搅拌装置、加热装置、水收集装置和温度湿度控制装置，发酵反应器为长方型箱体且底部呈圆筒面，箱体的前壁和后壁为夹层结构，发酵反应器分别设有进料口、出料口、加液管道进口、热水进口管和热水出口管，进料口和出料口分别设于箱体顶部和底部的中心，加液管道进口位于箱体的顶部用于加入水、菌液和氨水，加液管道在箱体内的出口设有雾化喷头，发酵反应器顶盖上镶嵌固定有排风扇；搅拌装置包括电机和螺旋式搅拌器并通过联轴器连接，电机固定于外部支架上，螺旋式搅拌器位于发酵反应器内并水平纵向设置，螺旋式搅拌器的转动轴通过位于发酵反应器两面侧板中心的轴承座固定，螺旋式搅拌器的螺旋搅拌叶自转动轴中心为界对称分布且方向相反；加热装置为太阳能加热板，其换热器设于发酵反应器前壁和后壁的夹层内并通过管道与发酵反应器的热水进口管和热水出口管连接；水收集装置设于发酵反应器内的上部，包括冷凝罩、溢流槽、收集瓶和排水口，冷凝罩为由两个可开闭的半弧形罩板组成，溢流槽为两个长条形矩型槽，分别固定于发酵反应器沿搅拌轴方向的内壁上，用于收集沿冷凝罩弧形壁流下的冷凝水，收集瓶设于两个溢流槽的端部并与发酵反应器的侧板固定，收集瓶设有排水口；温度湿度控制装置的测温传感器探头和测湿传感器探头分别位于发酵反应器内的下部并通过导线与控制室的测温仪和测湿仪连接。

本实用新型的优点和有益效果是：

该装置具有能耗低、节水率高、成本低、易于操作、安全可靠的特点，通过冷凝罩将发酵过程中蒸发的水分冷凝并通过溢流槽流入收集瓶中，在泵的作用下回用于发酵底物；该装置能够通过一次加水后保证微生物发酵过程中对水的需求，而无需再补充新鲜水，实现水在反应器内部的循环，在实现节水的同时保证了反应装置中水含量的相对稳定，提高微生物生长代谢速度，提高发酵效率，可广泛应用于生物质固废好氧发酵体系。

附图说明

图1为该发酵反应装置主视结构示意图。

图2为该发酵反应装置侧视结构示意图。

图3为该发酵反应装置加液管道及喷头部分结构示意图。

图中：1.发酵反应器 2.进料口 3.出料口 4.加液管道进口 5.热水进口管6.热水出口管 7.雾化喷头 8.排风扇 9.电机 10.螺旋式搅拌器11.太阳能加热板 12.冷凝罩 13.溢流槽 14.收集瓶 15.排水口16.测温传感器探头 17.测湿传感器探头

具体实施方式

实施例：

一种节水型生物质固废固态好氧发酵反应装置，如图1所示，包括发酵反应器1、搅拌装置、加热装置、水收集装置和温度湿度控制装置，发酵反应器1为长方型箱体且底部呈圆筒面，箱体的前壁和后壁为夹层结构，发酵反应器分别设有进料口2、出料口3、加液管道进口4、热水进口管5和热水出口管6，进料口2和出料口3分别设于箱体顶部和底部的中心，加液管道进口4位于箱体的顶部用于加入水、菌液和氨水，加液管道在箱体内的出口设有雾化喷头7，如图3所示，发酵反应器1顶盖上镶嵌固定有排风扇8；搅拌装置包括电机9和螺旋式搅拌器10并通过联轴器连接，电机9固定于外部支架上，螺旋式搅拌器10位于发酵反应器1内并水平纵向设置，螺旋式搅拌器10的转动轴通过位于发酵反应器两面侧板中心的轴承座固定，螺旋式搅拌器10的螺旋搅拌叶自转动轴中心为界对称分布且方向相反；加热装置为太阳能加热板11，换热器设于发酵反应器1前壁和后壁的夹层内并通过管道与发酵反应器的热水进口管5和热水出口管6连接；水收集装置设于发酵反应器内的上部，如图2所示，包括冷凝罩12、溢流槽13、收集瓶14和排水口15，冷凝罩12为由两个可开闭的半弧形罩板组成，溢流槽13为两个长条形矩型槽，分别固定于发酵反应器1沿搅拌轴方向的内壁上，用于收集沿冷凝罩弧形壁流下的冷凝水，收集瓶14设于两个溢流槽13的端部并与发酵反应器1的侧板固定，收集瓶14设有排水口15；温度湿度控制装置的测温传感器探头16和测湿传感器探头17分别位于发酵反应器1内的下部并通过导线与控制室的测温仪和测湿仪连接。

使用时，将粉碎后的生物质通过加料口进入反应器，加料口打开的同时冷凝罩亦打开，启动电机和排风扇，搅拌器开始工作；通过太阳能加热系统将热水经加热管道进口进入反应器，从加热管道出口流出，维持反应器温度恒定；在搅拌状态下通过加液管道向发酵反应器中分别加入发酵所需菌液和水并继续搅拌3-8min，加菌液时加液管道的喷头孔径为3mm，加水时加液管道的喷头孔径为1mm；关闭搅拌器和排风扇，关闭冷凝罩，通过测温计和测湿计显示物料的温度和湿度，利用太阳能加热器为发酵反应器供热使温度保持在40-50℃，利用收集瓶中收集的冷凝水经收集瓶出口通过泵进入补水管道喷洒于发酵底物中并使湿度保持在35-55%；发酵反应过程中，搅拌器每12h搅拌一次，搅拌时间持续15min，包括正向搅拌10分钟后、逆向搅拌5分钟，搅拌器的转速为5-18rpm，搅拌5分钟后开启冷凝罩同时开启排风扇直至搅拌结束；发酵反应6天后，将出料口打开，发酵反应器中的发酵产品全部排出。

当发酵过程中温度升高，使水分蒸发，在罩上凝结并流入溢流槽，收集由冷凝罩上流下来的冷凝水。溢流槽中的水流入收集瓶，由泵通过收集瓶出口将水抽入补水管路进行物料补水操作，从而节约水的用量。经试验表明，该实用新型能够节约用水量约5-7%。该改进能够保持反应器内部的湿度均一且满足微生物生长、产酶的需要。

Claims

1.一种节水型生物质固废固态好氧发酵反应装置，其特征在于：包括发酵反应器、搅拌装置、加热装置、水收集装置和温度湿度控制装置，发酵反应器为长方型箱体且底部呈圆筒面，箱体的前壁和后壁为夹层结构，发酵反应器分别设有进料口、出料口、加液管道进口、热水进口管和热水出口管，进料口和出料口分别设于箱体顶部和底部的中心，加液管道进口位于箱体的顶部用于加入水、菌液和氨水，加液管道在箱体内的出口设有雾化喷头，发酵反应器顶盖上镶嵌固定有排风扇；搅拌装置包括电机和螺旋式搅拌器并通过联轴器连接，电机固定于外部支架上，螺旋式搅拌器位于发酵反应器内并水平纵向设置，螺旋式搅拌器的转动轴通过位于发酵反应器两面侧板中心的轴承座固定，螺旋式搅拌器的螺旋搅拌叶自转动轴中心为界对称分布且方向相反；加热装置为太阳能加热板，其换热器设于发酵反应器前壁和后壁的夹层内并通过管道与发酵反应器的热水进口管和热水出口管连接；水收集装置设于发酵反应器内的上部，包括冷凝罩、溢流槽、收集瓶和排水口，冷凝罩为由两个可开闭的半弧形罩板组成，溢流槽为两个长条形矩型槽，分别固定于发酵反应器沿搅拌轴方向的内壁上，用于收集沿冷凝罩弧形壁流下的冷凝水，收集瓶设于两个溢流槽的端部并与发酵反应器的侧板固定，收集瓶设有排水口；温度湿度控制装置的测温传感器探头和测湿传感器探头分别位于发酵反应器内的下部并通过导线与控制室的测温仪和测湿仪连接。