CN205088239U - 一种餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的快速启动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的快速启动装置，包括发酵罐体，发酵罐体的侧壁上部形成有进料口(5)，侧壁下部形成有出料口(12)，顶部形成有沼气出口(3)，发酵罐体包括内胆和外壁，内胆中设置有用于搅拌接种污泥和预处理后的餐厨垃圾的搅拌组件，内胆和外壁之间形成有保温夹层(6)，保温夹层(6)与热水循环组件相连通，外部热水可通过热水循环组件流入保温夹层(6)中，以调节发酵罐体中的发酵环境温度。本实用新型的餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的快速启动装置节约了厌氧发酵系统启动的时间，且在启动过程中无须外加额外的营养物质和调控酸碱度的物质，操作简单。
Description
技术领域
本实用新型属于固体废弃物资源化处理技术领域，具体涉及一种餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的快速启动装置。
背景技术
采用厌氧消化技术处理餐厨垃圾，可以产生清洁的可再生能源-沼气，沼气进一步净化、提纯后可生产车用燃料或注入天然气管网，同时沼渣、沼液还可生产有机肥料。由此，为餐厨垃圾资源化处理提供了一种很好的方式。
目前，以餐厨垃圾为原料的厌氧发酵工程在全国范围内已经开始建设并应用。但由于厌氧微生物具有世代周期长、增殖速率缓慢等特点，在实际操作中普遍存在厌氧反应器启动周期较长、启动成本较高等问题。一般情况下，厌氧反应器的启动时间常需3-6个月，甚至更长。对于大型沼气工程来说，反应器的启动速度和投入成本，在某种程度上直接影响了厌氧发酵技术及工程的推广及应用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的快速启动装置，以解决使用餐厨垃圾为原料的厌氧消化系统启动困难，启动周期长及外加营养物质导致成本过高的问题。
为实现上述目的，本实用新型的一种餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的快速启动装置的具体技术方案为：
一种餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的快速启动装置，包括发酵罐体，发酵罐体的侧壁上部形成有进料口，侧壁下部形成有出料口，顶部形成有沼气出口，发酵罐体包括内胆和外壁，内胆中设置有用于搅拌接种污泥和预处理后的餐厨垃圾的搅拌组件，内胆和外壁之间形成有保温夹层，保温夹层与热水循环组件相连通，外部热水可通过热水循环组件流入保温夹层中，以调节发酵罐体中的发酵环境温度。
本实用新型的一种餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的快速启动装置具有以下优点：
1)本实用新型很好的解决了以餐厨垃圾为原料进行厌氧发酵系统启动过程中存在的问题，整个启动过程仅需35-40天，启动过程中无需外加额外的营养元素和调控酸碱度的物质，节约运行成本，操作简便。
2)本实用新型可以实现反应器中的发酵温度恒定，热水循环使用，节能减排；而且带有搅拌装置，可以实现定时搅拌，保证反应器中物料的均匀性。
附图说明
图1为本实用新型的餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的快速启动装置的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的一种餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的快速启动装置做进一步详细的描述。
如图1所示，本实用新型的餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的快速启动装置包括发酵罐体，发酵罐体包括内胆和外壁。其中，发酵罐体的顶部形成有沼气出口3和测温口4，侧壁上形成有进料口5、出料口12、循环热水进口10和循环热水出口7，且侧壁上的进料口5的位置高于出料口12、循环热水进口10和循环热水出口7的位置，出料口12(设置有放料阀门11)的位置低于循环热水进口10和循环热水出口7的位置。
进一步，内胆中的腔室为发酵腔室，发酵罐体上的进料口5、出料口12、沼气出口3与发酵腔室相连通，内胆中设置有用于搅拌接种污泥和预处理后的餐厨垃圾的搅拌组件。其中，搅拌组件包括电机2、搅拌轴8和搅拌桨叶9，搅拌桨叶9设置在搅拌轴8的下端，搅拌轴8的上端与电机2的输出轴相连，电机2设置在发酵罐体的顶部，并与定时器1相连，通过定时器1可设定电机2的运行时间。
进一步，内胆和外壁之间形成有保温夹层6，发酵罐体上的测温口4、循环热水进口10和循环热水出口7与保温夹层6相连通，保温夹层6通过循环热水进口10和循环热水出口7与热水循环组件相连通，外部热水可通过热水循环组件流入保温夹层6中，以调节发酵罐体中的发酵环境温度。
其中，热水循环组件包括相互连接的恒温水浴锅15和蠕动泵13，本实施例中，蠕动泵13与循环热水进口10通过连接管14相连通，恒温水浴锅15与循环热水出口7通过连接管14相连通，热水在恒温水浴锅15、蠕动泵13和保温夹层6之间循环流动，用于保证所述厌氧发酵罐体中发酵。此外，发酵罐体上的测温口4与保温夹层6相连通，通过测温口4可实时检测保温夹层6中的水温，以保证发酵环境温度维持在预定的温度。
本实用新型的餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的快速启动装置可以实现反应器中的发酵温度恒定，热水循环使用，节能减排；而且带有搅拌装置，可以实现定时搅拌，保证反应器中物料的均匀性。
参照图1，本实用新型的餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的快速启动方法包括以下步骤：
首先，对餐厨垃圾进行预处理。其中，主要包括以下步骤：1)对餐厨垃圾进行筛选，以去除不能进行厌氧消化的杂质(如一次性筷子、纸杯及大块骨头等)；2)将筛选后的餐厨垃圾进行粉碎，以形成浆状物料；3)将粉碎后的浆状物料置于4℃冰箱中存储，以等待放入发酵装置中。
其次，对发酵装置中的温度进行调节，以使发酵环境温度维持在预定的温度。其中，可利用循环热水对发酵装置中的温度进行调节，以使发酵环境温度维持在30-40℃，优选为36±1℃。
接着，将接种污泥和预处理后的餐厨垃圾放入发酵装置中，并加入污泥上清液或自来水。其中，预处理后的餐厨垃圾的进料负荷为5-15g·VS/L，优选为10g·VS/L；接种污泥的投加量为预处理后的餐厨垃圾的进料负荷的1-5倍(按VS计)，优选为4倍。此外，本实用新型中所使用的接种污泥可以是市政污水厂污泥、厌氧消化池的厌氧污泥、化粪池中的污泥或池塘底泥等，且接种污泥中的挥发性固体含量优选高于0.43％。
接着，搅拌。其中，主要包括以下步骤：1)先将发酵装置中的接种污泥和预处理后的餐厨垃圾搅拌均匀；2)再每隔3小时搅拌2-7分钟，优选为5分钟。此外，本实用新型中可使用搅拌电机进行搅拌操作，搅拌电机的转速可为50-100r/min，优选为90r/min。
接着，定时测量发酵装置的日产气量和甲烷含量。
接着，当发酵装置中的甲烷含量稳定，日产气量的第二个高峰值出现，且日产气量曲线出现逐渐降低趋势时，在发酵装置中继续加入预处理后的餐厨垃圾，并同时将发酵后的渣液排出。其中，预处理后的餐厨垃圾的进料负荷为0.2-1g·VS/L，优选为0.5g·VS/L(启动完成后，餐厨垃圾的正常运行的负荷优选为0.5-3g·VS/L·d)。此外，应注意的是，第一个产气高峰一般是在上料后的第1天出现，第二个产气高峰一般是在上料后的第10-15天出现。
最后，当发酵装置的日产气量和甲烷含量稳定后，启动完成。
本实用新型的餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的快速启动方法有效的节约了厌氧发酵系统启动的时间，且在启动过程中无须外加额外的营养物质和调控酸碱度的物质，操作简单，缩短了整个启动过程的时间。
实施例：
将餐厨垃圾经过初步的分选，去除其中一次性筷子、纸杯及大块骨头等不能进行厌氧消化的杂质，用粉碎机将筛选后的餐厨垃圾粉碎成浆状。用坩埚称取一定质量的餐厨垃圾，置于105±2℃的烘箱中24小时后测定餐厨垃圾的TS，在将称重后的坩埚放入600±2℃的马弗炉中2.5小时后测定餐厨垃圾的VS。以同样的方法测定接种污泥的VS值，用以确定计算上料时餐厨垃圾和接种污泥的添加质量。
发酵罐体的有效容积为10L。首先，用胶管将发酵罐体上的循环热水进口、蠕动泵、恒温水浴锅和循环热水出口顺序连接，水浴锅中加入自来水，温度设定为37±1℃，打开蠕动泵，保证循环热水在发酵罐体的保温夹层中流动。测温装置(通过发酵罐体上的测温口4检测)的温度显示满足36±1℃的条件12小时后，即可准备上料和发酵装置的启动。
根据计算，向发酵罐体中加入计算的相应质量的餐厨垃圾和接种污泥，加入污泥上清液或自来水至反应器的有效容积。打开搅拌组件，搅拌电机的转速设定为90r/min，充分搅拌至混合均匀，约5分钟后停止搅拌。然后，通过定时装置将搅拌时间控制在每3小时，搅拌5分钟。
上料后，每24小时，记录产气量测量装置的读数，即为当日产气量。同时，每天定时测定反应器中的气体组成成分及含量。当发酵罐中的甲烷含量稳定在60％左右，且日产气量的第二个高峰值出现后，并且日产气量曲线出现逐渐降低趋势的第5天，每天再以0.5g·VS/L·d负荷的餐厨垃圾进行连续的进出料，待日产气量和气体组分中的甲烷含量都稳定后，即完成了餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的启动，整个启动过程仅需35天。
应注意的是，启动阶段，在0.5g·VS/L·d负荷条件下，日产气量可稳定在1.5-1.6L，甲烷含量稳定在58-60％之间，pH值维持在7.4-7.5。以本实用新型所提供的启动方法启动后发酵体系，餐厨垃圾的正常运行的负荷可以维持在0.5-3g·VS/L·d，当进料负荷高于3g·VS/L·d系统会发生酸败。
由此，通过本实用新型所提供的厌氧启动方法进行发酵启动，可以发现驯化出的厌氧污泥沉降性能好，不会产生污泥上浮等不良现象。同时，启动时间短，无需额外添加其他营养物质，节约启动成本，操作简便。
以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。
Claims (3)
1.一种餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的快速启动装置，包括发酵罐体，发酵罐体的侧壁上部形成有进料口(5)，侧壁下部形成有出料口(12)，顶部形成有沼气出口(3)，其特征在于，发酵罐体包括内胆和外壁，内胆中设置有用于搅拌接种污泥和预处理后的餐厨垃圾的搅拌组件，内胆和外壁之间形成有保温夹层(6)，保温夹层(6)与热水循环组件相连通，外部热水可通过热水循环组件流入保温夹层(6)中，以调节发酵罐体中的发酵环境温度。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的快速启动装置，其特征在于，搅拌组件包括电机(2)、搅拌轴(8)和搅拌桨叶(9)，搅拌桨叶(9)设置在搅拌轴(8)的下端，搅拌轴(8)的上端与电机(2)的输出轴相连，电机(2)设置在发酵罐体的顶部，并与定时器(1)相连，通过定时器(1)可设定电机(2)的运行时间。
3.根据权利要求1所述的餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的快速启动装置，其特征在于，热水循环组件包括相互连接的恒温水浴锅(15)和蠕动泵(13)，发酵罐体的内胆和外壁之间的保温夹层(6)上形成有循环热水进口(10)和循环热水出口(7)，蠕动泵(13)与保温夹层的循环热水进口(10)相连通，恒温水浴锅(15)与保温夹层的循环热水出口(7)相连通，热水在恒温水浴锅(15)、蠕动泵(13)和保温夹层(6)之间循环流动，以保证发酵环境温度维持在预定的温度。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN108913545A (zh) * | 2018-09-25 | 2018-11-30 | 泰州学院 | 一种保温具有隔绝空气的酒糟厌氧发酵装置及其操作方法 |
| CN109943596A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-06-28 | 天津农学院 | 一种促进餐厨垃圾高负荷稳定产沼气的方法 |
| CN114054482A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-02-18 | 西安建筑科技大学 | 一种餐厨垃圾制高浓度溶解碳源的装置及方法 |
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- 2015-10-20 CN CN201520816488.5U patent/CN205088239U/zh active Active
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