CN212982946U - 一种高效回转式生物发酵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效回转式生物发酵装置，包括发酵仓、回廊、输送机转轴、搅拌机转轴、搅拌桨叶、肋板、进出料口、导热油保温夹套、曝气支管、折流板、循环泵、排气口组成。发酵仓通过回廊相连通，在导热油夹套内折流板的作用下使导热油在夹套内形成湍流状态，发酵仓内槽底设肋板，增大了传热效率；曝气支管在导热油夹套内部，出气口在端在反应仓底部，使供入到发酵仓内的空气为热空气，生物发酵仓产生的尾气通过仓顶排气口通过引风机排出进入尾气处理装置。该生物发酵装置可实现大仓体大吨位的物料混合及发酵，使导热油的热传导效率更高，更快速，使物料快速达到适宜的发酵温度，更快速的完成发酵过程，同时保证生物发酵更彻底，更迅速。

Description

一种高效回转式生物发酵装置

技术领域

本实用新型涉及有机固体废弃物处理设备，尤其涉及一种高效回转式生物发酵装置。

背景技术

随着社会发展及生活水平的提高，餐厨垃圾、生活垃圾、畜禽粪便、人体粪便、污水处理的剩余有机污泥、黑臭河道底泥等各类易腐有机废弃物的数量不断增加，加剧了对水体、大气、农田土壤的污染，同时滋生病菌、传播疾病、危害人们的身体健康。以垃圾为例，目前现有技术中常采用填埋和焚烧来理城市生活垃圾、餐厨垃圾，虽然填埋理成本低、技术简单、适用垃圾范围广，但由于其不仅占地大、选址难、不能有效利用其中的有用资源，运输过程中的“跑冒滴漏”情况严重，而且填埋过程中的渗滤液、恶臭和填埋气更会对周围环境造成危害。焚烧虽然可以最大程度地实现有机垃圾减量化和无害化，但由于投资和运营成本高、尾气易造成二次污染，且因有机垃圾热值低、含水率高，而不适用。

相比于上述填埋和焚烧方式处理，装备化的分散式好氧发酵就地处理具有占地少、建设快、投资运行成本低、大大减少了过程污染风险等优势，并且最终生成物中的有机质含量高、氮磷钾及其他微量元素含量丰富，具有很好的肥效，可进行再加工做成土壤改良剂，真正实现无害化、减量化、资源化。

现有的好氧发酵设备包括仅有单一发酵仓和具有多个发酵仓两种类型，CN205275474 U、CN208116386 U、CN206065007 U及 CN 109748609 A分别公开了一种好氧发酵设备、一种回转式密闭有机固体废弃物好氧发酵反应器、固体有机废弃物好氧发酵装置、双轴O型回转好氧发酵设备；其中CN205275474 U、CN208116386 U及CN206065007 U 采用了单一发酵仓， CN205275474 U通过独特结构设计使物料可以在发酵仓内同一方向S型运动，提高了物料的流动性， CN208116386 U通过设置排风机将发酵仓内的热风排出发酵仓，从而达到给发酵仓快速降温的作用。CN206065007 U同样通过独特的结构设计使物料受热更均匀，采用上述装置发酵物料仍有如下不足之处：（1）物料无法快速达到适宜的温度，无形当中延长了物料的发酵时间，（2）供氧效果差，物料中微生物容易存在搅拌死区，造成好氧发酵微生物活跃性差，导致厌氧，致使发酵不均匀，物料熟化程度不一。而CN109748609 A公开的双轴O型回转式发酵设备，采用了双发酵仓解决了技术中新料老料混合问题，同时采用了加热空气作为加热保温源及供氧，但由于顶部排气不均匀容易出现沟流现象，且输送速度慢，很难实现旧料菌种与新料快速完全混合，发酵效率低；由于加热不均匀，导致局部空气过热而引起一些微生物温度过高死亡，另外一部分无法达到微生物适宜的温度，致使活性差、发酵不完全；同时，以上装置无论从加热、供氧及搅拌机械设计方面均无法适用于高于5吨/天以上的大型好氧发酵项目。

实用新型内容

针对现有生物发酵装置的不足及技术中的一些缺陷，本实用新型提供了一种高效回转式生物发酵装置，提高了导热及散热效率，使物料快速均匀地达到微生物适宜的温度生长环境；通过底部与顶部间歇供氧排气作用，为微生物提供适宜的氧气量及快速排出发酵仓内的水蒸气，保证仓体内氧气含量及达到干化效果，通过多搅拌轴设计解决了常规大型发酵仓搅拌轴扭矩过大导致轴弯曲或减速机损坏。

为了实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种高效回转式生物发酵装置，发酵装置包括有发酵仓，发酵仓顶部有排气口，发酵仓是并列设置左右发酵仓，中间有隔断，两个回廊分别设置于所述隔断的头部和尾部，将左右发酵仓首尾相连，左发酵仓头部垂直方向设置有进料口，右发酵仓的尾部水平方向设置有出料口，发酵仓外侧有保温加热夹套，左发酵仓头部和右发酵仓尾部水平穿设有输送机转轴一，左发酵仓尾部和右发酵仓头部水平穿设有输送机转轴二，左发酵仓中部从左至右单独穿设有若干搅拌机转轴，右发酵仓中部从右至左单独穿设有若干搅拌机转轴，输送机转轴一、输送机转轴二和搅拌机转轴上均有桨叶，从进料口投入的物料在输送机转轴一的推动下，经过左发酵仓内的若干搅拌机转轴搅拌，从头向尾运动，在输送机转轴二输送下穿过回廊进入右发酵仓，经过右发酵仓内的若干搅拌机转轴搅拌，从头向尾运动，再在输送机转轴一的输送下穿过回廊进入左发酵仓，或从出料口出料。

进一步的，所述输送机转轴一和输送机转轴二旋转方向相反，输送机转轴一和右发酵仓内的搅拌机转轴旋转方向相同，输送机转轴二和左发酵仓内的搅拌机转轴旋转方向相同。

进一步的，所述回廊为圆柱形通道。

进一步的，所述保温加热夹套与导热油循环泵相连接。

进一步的，所述保温加热夹套内部设折流板，所述折流板与发酵仓底部相连接。

进一步的，发酵仓内底部从头至尾为若干半弧形肋板。

进一步的，曝气管一侧埋入半弧形肋板夹套内，另一侧位于发酵仓内，曝气开口位于发酵仓内。

进一步的，曝气开口是微孔膜片式曝气，只有其可以通过微孔传入发酵仓内，发酵仓前期的水分无法倒流回曝气支管中。

进一步的，每个输送机转轴和每个搅拌机转轴作为圆心，其下方对应一个半弧形肋板，所述半弧形肋板弧形面上布设2~8根曝气支管，每根相邻曝气管，以对应的输送机转轴或搅拌机转轴为圆心，夹角15~45°。

进一步的，排气口接抽风机。

进一步的，所述发酵仓顶部安装红外线温度传感器、空气湿度传感器及料仓内氧气含量传感器，所述红外线温度传感器、空气湿度传感器及料仓内氧气含量传感器与PLC自控系统连接，并将测得的温度、湿度及氧含量信息传输给PLC自控系统。

在生物发酵仓内进行一个闭环运转，使新旧料完全混合。使用导热油保温夹套将发酵仓、回廊包裹起来，与导热油循环泵相连接，导热油保温夹套内部设折流板，与发酵仓底部相连接，使导热油循环泵循环导热油过程中在夹套内形成湍流状态，以提高夹套一侧的给热系数增加了传热面积。发酵仓内底部分别设置半弧形肋板，增大了传热面积。发酵仓底部曝气系统曝气支管位于导热油保温夹套内部，使鼓入料仓的空气带有相应的温度，曝气也可以增加氧含量，以利于生物活性。排气口接外部引风机，将仓内产生的大量水蒸气及尾气排入末端尾气处理装置，使发酵仓内水蒸气快速排出，物料分解后得以快速干化。

本实用新型的一种高效回转式生物发酵装置具有如下有益效果：

（1）通过两个发酵仓及回廊组成了一个闭合输送物料路径，有益于新旧料的混合。

（2）采用多轴输送，用于大型有机固体物料生物发酵时，不至于使转轴过长扭矩大，导致运行过程中转轴损坏。

（3）通过搅拌桨叶的设计使得物料被推动并按既定的方向移动，新料从一个发酵仓的进料口移动至另一个发酵仓的出料口，通过两端的输送轴及桨叶实现往复循环达到新旧料快速完全混合的状态，使旧料中扩繁的菌群快速与新料接触。

（4）采用导热油夹套加热，且通过导热油循环泵及夹套内的折流板使导热油在夹套内产生湍流流动，增大了热传导效率，同时在发酵仓内底部设置半弧形肋板增到了热传导面积，曝气支管设在导热油夹套内部，使鼓入发酵仓的空气为热空气，这三项增益可使物料快速升温，达到物料发酵所需高温，同时快速的搅拌混合使新旧物料得以受热均匀，缩短了发酵时间，提高了发酵效率，特别适用与单台大吨位易腐有机废弃物生物发酵。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描写和阐述。

图1是本实用新型首选实施方式的一种高效回转式生物发酵装置的正视图。

图2是图1中一种高效回转式生物发酵装置的俯视图

图3是沿图2中A-A方向的剖视图

图4是沿图2中B-B方向的剖视图

其中1、2-发酵仓，3、4回廊，5-输送机转轴一，6-输送机转轴二，7、8-搅拌机转轴、9-搅拌桨叶、10-肋板，11-进料口，12-出料口，13-导热保温夹套，14-曝气管，15-折流板，16-循环泵，17-排气口，18-红外线温度传感器、19-空气湿度传感器、20-氧气含量传感器。

具体实施方式

下面将结合附图通过对本实用新型的优选实施方式的描述，更加清楚、完整的阐述本发明的技术方案。

如图1和图2所示，本实用新型首选实施方式的一种高效回转式生物发酵装置包括发酵仓1、2，回廊3、4，输送机转轴5、6，搅拌机转轴7、8、搅拌桨叶9、肋板10，进出料口11、12，导热保温夹套13，曝气支管14，折流板15，导热油循环泵16，排气口17组成。

物料从进料口11被投入发酵仓1中，通过输送机转轴5搅拌机转轴8在搅拌叶片9的作用下混匀并被推送至发酵仓1的出口，在输送机转轴6和搅拌桨叶9的作用通过回廊3推送至发酵仓2的入口，再通过搅拌机转轴7搅拌桨叶9将物料推送至发酵仓2的末端，通过回廊4被输送机转轴6与搅拌桨叶9推送回发酵仓1的前端与新料混合，形成一个闭环路径。

如图3和图4所示，导热油保温夹套13通过电热管加热，夹套内的导热油通过导热油循环泵16进行循环，在导热油夹套内的折流板15的作用下导热油在夹套内形成湍流，增大了导热效率，再加上通过曝气支管14进入发酵仓内的空气被夹套内的导热油加热，鼓入发酵仓给混合物料通入了热空气，进一步增加了热传导率，发酵仓底部设半弧形肋板10增加了热传导面积，更充分利用了导热油产生的热能，使物料快速升温，达到微生物发酵的适宜温度，从而减少了发酵时间，增加的生物发酵效率。

如图4所示，相应的曝气支管，两相邻圆心夹角呈15~45°，进一步而言可以选择30°，以保证均匀分布在发酵仓底部半弧底面。

如图1所示，微生物发酵过程中产生的水蒸气通过排气口17由引风机排至末端尾气处理装置。

发酵仓1、2顶部设置红外线温度计18、湿度仪19、溶解氧探头20。将数据实时反馈给PLC自控系统。通过PLC控制发酵仓内温度，让发酵仓内始终维持温度52±1℃之间，电加热管根据发酵仓内温度调控功率，始终维持在一个低功率运行状态，保证发酵舱内温度恒定状态。在搅拌过程中发酵仓内水蒸气较高，湿度增大高于40%时，与排气口对接的引风机排风量加大，保证发酵仓内水蒸气在适宜的状态，同时保证发酵仓内的溶解氧含量。停止搅拌期间，PLC控制曝气鼓风机鼓风，给堆体供氧，提供微生物活动所需氧量，保证堆体静置底部微生物继续进行好氧发酵，从而加快发酵效率。发酵完成后物料通过出料口12由输送机转轴5配合搅拌桨叶9推送出发酵仓2。

上述具体实施方式仅限本实用新型的优选方式进行描述，只要不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种高效回转式生物发酵装置，其特征在于，所述发酵装置包括有发酵仓，所述发酵仓顶部有排气口，所述发酵仓是并列设置左右发酵仓，中间有隔断，两个回廊分别设置于所述隔断的头部和尾部，将左右发酵仓首尾相连，左发酵仓头部垂直方向设置有进料口，右发酵仓的尾部水平方向设置有出料口，所述发酵仓外侧有保温加热夹套，左发酵仓头部和右发酵仓尾部水平穿设有输送机转轴一，左发酵仓尾部和右发酵仓头部水平穿设有输送机转轴二，左发酵仓中部从左至右单独穿设有若干搅拌机转轴，右发酵仓中部从右至左单独穿设有若干搅拌机转轴，所述输送机转轴一、输送机转轴二和搅拌机转轴上均有桨叶，从进料口投入的物料在输送机转轴一的推动下，经过左发酵仓内的若干搅拌机转轴搅拌，从头向尾运动，在输送机转轴二输送下穿过回廊进入右发酵仓，经过右发酵仓内的若干搅拌机转轴搅拌，从头向尾运动，再在输送机转轴一的输送下穿过回廊进入左发酵仓，或从出料口出料。

2.根据权利要求1所述高效回转式生物发酵装置，其特征在于，所述输送机转轴一和输送机转轴二旋转方向相反，输送机转轴一和右发酵仓内的搅拌机转轴旋转方向相同，输送机转轴二和左发酵仓内的搅拌机转轴旋转方向相同。

3.根据权利要求1所述高效回转式生物发酵装置，其特征在于，所述回廊为圆柱形通道。

4.根据权利要求1所述高效回转式生物发酵装置，其特征在于，所述保温加热夹套与导热油循环泵相连接。

5.根据权利要求1所述高效回转式生物发酵装置，其特征在于，所述保温加热夹套内部设折流板，所述折流板与发酵仓底部相连接。

6.根据权利要求1所述高效回转式生物发酵装置，其特征在于，发酵仓内底部从头至尾为若干半弧形肋板。

7.根据权利要求6所述高效回转式生物发酵装置，其特征在于，曝气支管一侧埋入半弧形肋板夹套内，另一侧位于发酵仓内，曝气开口位于发酵仓内，所述曝气开口是微孔膜片式曝气。

8.根据权利要求7所述高效回转式生物发酵装置，其特征在于，每个输送机转轴和每个搅拌机转轴作为圆心，其下方对应一个半弧形肋板，所述半弧形肋板弧形面上布设2~8根曝气支管，每根相邻曝气管，以对应的输送机转轴或搅拌机转轴为圆心，夹角15~45°。

9.根据权利要求1所述高效回转式生物发酵装置，其特征在于，排气口接抽风机。

10.根据权利要求1~9中任一项所述高效回转式生物发酵装置，其特征在于，所述发酵仓顶部安装红外线温度传感器、空气湿度传感器及料仓内氧气含量传感器，所述红外线温度传感器、空气湿度传感器及料仓内氧气含量传感器与PLC自控系统连接，并将测得的温度、湿度及氧含量信息传输给PLC自控系统。

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