CN214300022U - 一种高浓度固体序批式厌氧消化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高浓度固体序批式厌氧消化装置，包括依次设置的厌氧消化装置、沼气预处理装置、沼气稳压装置、及沼气热电联产装置，厌氧消化装置经第一管道连接至沼气预处理装置的进气口，沼气预处理装置的出气口经第二管道连接至沼气稳压装置的进气口，沼气稳压装置的出气口经第三管道连接至沼气热电联产装置；厌氧消化装置底部设有收集渗滤液的集水井，集水井内设置渗滤液回喷泵，厌氧消化装置的顶部设置喷淋装置，渗滤液回喷泵经渗滤液回流管道连接至喷淋装置；厌氧消化装置内设有热交换装置，沼气热电联产装置内的热源经由热源管道输送至热交换装置。本实用新型提供的高浓度固体序批式厌氧消化装置，可对有机垃圾进行处理，实现能源的充分利用。

Description

一种高浓度固体序批式厌氧消化装置

技术领域

本实用新型属于环保设备技术领域，特别涉及一种高浓度固体序批式厌氧消化装置。

背景技术

有机废物作为一种放错地方的资源，随着国家对节能环保工作的日益重视。对有机垃圾进行减量化、无害化、资源化处理就显得尤为重要。

厌氧消化是有机垃圾减量化、无害化、资源化处理的有效手段，在世界范围内已普遍使用。我国目前对有机垃圾厌氧消化处理的主要方法是采用类似高浓度有机废水处理的湿式厌氧处理工艺。

湿式厌氧一般适用于含固量小于10％的固液混合物的处理，其存在主要问题：1)处理后的沼液氮磷含量高，将其处理后达到国家规定的相应排放标准，难度极大，运行费用极高；2)固液混合物粘度大，在厌氧反应器中搅拌难度大，设备故障率高，难以稳定运行；3)对进料的含水量、颗粒大小、无机物含量等要求高，预处理工艺流程长，操作管理复杂；4)混合物含水率高，停留时间一般需要20～40天，折合固体停留时间数百天，单位固体建设成本高。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种高浓度固体序批式厌氧消化装置，对有机垃圾进行综合处置、利用。

基于上述问题，本实用新型提供的技术方案是：

一种高浓度固体序批式厌氧消化装置，包括依次设置的厌氧消化装置、沼气预处理装置、沼气稳压装置、及沼气热电联产装置，所述厌氧消化装置经第一管道连接至所述沼气预处理装置的进气口，所述沼气预处理装置的出气口经第二管道连接至所述沼气稳压装置的进气口，所述沼气稳压装置的出气口经第三管道连接至所述沼气热电联产装置；

所述厌氧消化装置底部设有收集渗滤液的集水井，所述集水井内设置渗滤液回喷泵，所述厌氧消化装置的顶部设置喷淋装置，所述渗滤液回喷泵经渗滤液回流管道连接至所述喷淋装置；

所述厌氧消化装置内设有热交换装置，所述沼气热电联产装置内的热源经由热源管道输送至所述热交换装置。

在其中的一些实施方式中，所述厌氧消化装置底部由长度方向一端向另一端呈倾斜向下的斜面，所述集水井设置在所述斜面的下端。

在其中的一些实施方式中，所述斜面的斜度为3％～5％。

在其中的一些实施方式中，所述热交换装置包括设置在所述厌氧消化装置底部的第一换热盘管、及设置在所述厌氧消化装置侧部的第二换热盘管，所述热源管道连接至所述第一换热盘管、第二换热盘管。

在其中的一些实施方式中，所述喷淋装置包括设置在所述厌氧消化装置顶部的第一喷淋管、及设置在所述第一喷淋管上的多个第一喷头，所述渗滤液回流管道连接至所述第一喷淋管。

在其中的一些实施方式中，所述沼气预处理装置包括喷淋塔、及设置在所述喷淋塔底部的喷淋液存储装置，所述喷淋塔内沿高度方向设有多个填料层，所述填料层的上方设有喷淋组件，所述喷淋液存储装置经喷淋管道连接至所述喷淋组件。

在其中的一些实施方式中，所述喷淋组件包括第二喷淋管、及设置在所述第二喷淋管上的多个第二喷头，所述第二喷淋管连接至所述喷淋管道。

在其中的一些实施方式中，所述喷淋塔的顶部设有除雾层。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、将厌氧消化装置底部的渗滤液回喷至垃圾堆中，可起到污染物传递、热量传递和微生物传递的作用，利用沼气热电联产装置产生的热源对厌氧消化装置进行加温，保证有机垃圾堆的温度53～57℃，实现高温厌氧消化，无害化、减量化效率高，建设成本低；

2、处理流程短，没有预处理，操作管理简单；

3、渗滤液量小，废水处理达标运行费用低；

4、整个反应为间歇式，可在不同季节处理不同的垃圾。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种高浓度固体序批式厌氧消化装置实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中第二换热盘管的结构示意图；

其中：

1、厌氧消化装置；1-1、气密门；

2、沼气预处理装置；2-1、喷淋塔；2-2、喷淋液存储装置；2-3、喷淋管道；2-4、填料层；2-5、除雾层；2-6、第二喷淋管；2-7、第二喷头；

3、沼气稳压装置；

4、沼气热电联产装置；

5、集水井；

6、渗滤液回喷泵；

7、渗滤液回流管道；

8、第一喷淋管；

9、第一喷头；

10、第一管道；

11、第二管道；

12、第三管道；

13、热源管道；

14、有机垃圾堆；

15、第一换热盘管；

16、第二换热盘管。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

参见图1-2，为本实用新型实施例的结构示意图，提供一种高浓度固体序批式厌氧消化装置，包括依次设置的厌氧消化装置1、沼气预处理装置2、沼气稳压装置3、及沼气热电联产装置4，厌氧消化装置1经第一管道10连接至沼气预处理装置2的进气口，沼气预处理装置2的出气口经第二管道 11连接至沼气稳压装置3的进气口，沼气稳压装置3的出气口经第三管道 12连接至沼气热电联产装置4。

在厌氧消化装置1底部设有收集渗滤液的集水井5，集水井5内设置渗滤液回喷泵6，厌氧消化装置1的顶部设置喷淋装置，渗滤液回喷泵6经渗滤液回流管道7连接至喷淋装置，从而将垃圾渗滤液回喷至有机垃圾堆14 中，实现污染物、热量、微生物的传递，提高发酵效率。

在厌氧消化装置1内设有热交换装置，沼气热电联产装置4内的热源经由热源管道13输送至热交换装置，从而利用该热源对有机垃圾堆14进行加温，保持温度为53～57℃，实现高温厌氧消化，充分利用沼气产生的热源，降低运行成本。

厌氧消化装置1厌氧发酵产生的沼气进入沼气预处理装置2去除硫化氢和杂质后进入沼气稳压装置3稳定压力在4～6kPa，然后进入沼气热电联产装置4，发电机利用沼气作为燃料发电，电能进入电网，发电机的余热产生热水或蒸汽对厌氧消化装置1进行加热。

为了便于收集垃圾渗滤液，厌氧消化装置1底部由长度方向一端向另一端呈倾斜向下的斜面，集水井5设置在斜面的下端，优选的，斜面的斜度为 3％～5％。

热交换装置包括设置在厌氧消化装置1底部的第一换热盘管15、及设置在厌氧消化装置1侧部的第二换热盘管16，热源管道13连接至第一换热盘管15、第二换热盘管16，第一换热盘管15、第二换热盘管16为不锈钢材料，第二换热盘管16的结构如图2所示，第一换热盘管15与第二换热盘管16的结构相同，管内热媒为热水或蒸汽，通过热辐射、传导作用对待发酵的有机垃圾堆和渗滤液进行加热。

喷淋装置包括设置所述厌氧消化装置1顶部的第一喷淋管8、及设置在第一喷淋管8上的多个第一喷头9，渗滤液回流管道7连接至第一喷淋管8。

沼气预处理装置2包括喷淋塔2-1、及设置在喷淋塔2-1底部的喷淋液存储装置2-2，喷淋塔2-1内沿高度方向设有多个填料层2-4，填料层2-4的上方设有喷淋组件，喷淋液存储装置2-2经喷淋管道2-3连接至喷淋组件，填料层2-4包括隔板、及设置在隔板上的填料，隔板上设有多个穿孔，沼气流速一般选取0.1m/s，停留时间约60s，喷淋液存储装置2-2内存储碱液，碱液与沼气进行逆流接触反应，通过附着在填料层2-4的脱硫微生物去除沼气中的硫化氢，同时去除颗粒杂质，保证厌氧消化单元产生的沼气能被有效、稳定地加以利用。

其中，喷淋组件包括第二喷淋管2-6、及设置在第二喷淋管2-6上的多个第二喷头2-7，第二喷淋管2-6连接至喷淋管道2-3。

为了去除沼气中的水分，在喷淋塔2-1的顶部设有除雾层2-5，除雾层 2-5为现有技术，本实用新型不再赘述。

本例中，沼气稳压装置3为现有技术，可采用湿式气柜或膜气柜，保持其出气压力恒定在4～6kPa，保证后续利用设备有压力稳定的沼气供应，其有效容积按照沼气停留2～4h选型。

沼气热电联产装置4为现有技术，主要是将沼气作为燃料，采用内燃机或微型燃气轮机进行发电，产生的高温烟气用于产生蒸汽或热水，也可以根据沼气量和最终用户需要，改为产热的单元(热水炉或蒸汽锅炉)，发电机根据沼气产量进行选型，内燃机或微型燃气轮机装机功率按 1.8～2.5kW.h/Nm³选型。

本实用新型的工作过程为：发酵时，将厌氧消化装置1的气密门1-1关闭，启动渗滤液回喷泵6，通过喷淋装置不断的将渗滤液喷洒到待发酵的有机垃圾堆14中，将沼气热电联产装置4产生的热源输入，保证待发酵的有机垃圾堆温度为53～57℃，启动初期采用外界的热源，经过高温发酵，有机垃圾中的有机质转化为沼气，经过沼气预处理装置2去除颗粒和脱硫后，进入沼气稳压装置3，将沼气压力稳定在4～6kPa，再进入沼气热电联产装置4，发电机以沼气作为燃料进行发电，发电机产生的热能机内电网，发电机的余热产生热水或蒸汽用于加热厌氧消化装置1。经过15～30天厌氧消化后，打开气密门1-1，将发酵完全的有机垃圾堆铲出，进入下一个厌氧消化周期。

上述实例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高浓度固体序批式厌氧消化装置，其特征在于：包括依次设置的厌氧消化装置(1)、沼气预处理装置(2)、沼气稳压装置(3)、及沼气热电联产装置(4)，所述厌氧消化装置(1)经第一管道(10)连接至所述沼气预处理装置(2)的进气口，所述沼气预处理装置(2)的出气口经第二管道(11)连接至所述沼气稳压装置(3)的进气口，所述沼气稳压装置(3)的出气口经第三管道(12)连接至所述沼气热电联产装置(4)；

所述厌氧消化装置(1)底部设有收集渗滤液的集水井(5)，所述集水井(5)内设置渗滤液回喷泵(6)，所述厌氧消化装置(1)的顶部设置喷淋装置，所述渗滤液回喷泵(6)经渗滤液回流管道(7)连接至所述喷淋装置；

所述厌氧消化装置(1)内设有热交换装置，所述沼气热电联产装置(4)内的热源经由热源管道(13)输送至所述热交换装置。

2.根据权利要求1所述的高浓度固体序批式厌氧消化装置，其特征在于：所述厌氧消化装置(1)底部由长度方向一端向另一端呈倾斜向下的斜面，所述集水井(5)设置在所述斜面的下端。

3.根据权利要求2所述的高浓度固体序批式厌氧消化装置，其特征在于：所述斜面的斜度为3％～5％。

4.根据权利要求1所述的高浓度固体序批式厌氧消化装置，其特征在于：所述热交换装置包括设置在所述厌氧消化装置(1)底部的第一换热盘管(15)、及设置在所述厌氧消化装置(1)侧部的第二换热盘管(16)，所述热源管道(13)连接至所述第一换热盘管(15)、第二换热盘管(16)。

5.根据权利要求1所述的高浓度固体序批式厌氧消化装置，其特征在于：所述喷淋装置包括设置在所述厌氧消化装置(1)顶部的第一喷淋管(8)、及设置在所述第一喷淋管(8)上的多个第一喷头(9)，所述渗滤液回流管道(7)连接至所述第一喷淋管(8)。

6.根据权利要求1所述的高浓度固体序批式厌氧消化装置，其特征在于：所述沼气预处理装置(2)包括喷淋塔(2-1)、及设置在所述喷淋塔(2-1)底部的喷淋液存储装置(2-2)，所述喷淋塔(2-1)内沿高度方向设有多个填料层(2-4)，所述填料层(2-4)的上方设有喷淋组件，所述喷淋液存储装置(2-2)经喷淋管道(2-3)连接至所述喷淋组件。

7.根据权利要求6所述的高浓度固体序批式厌氧消化装置，其特征在于：所述喷淋组件包括第二喷淋管(2-6)、及设置在所述第二喷淋管(2-6)上的多个第二喷头(2-7)，所述第二喷淋管(2-6)连接至所述喷淋管道(2-3)。

8.根据权利要求6所述的高浓度固体序批式厌氧消化装置，其特征在于：所述喷淋塔(2-1)的顶部设有除雾层(2-5)。

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