CN215328053U - 一种干式厌氧发酵系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种干式厌氧发酵系统。所述干式厌氧发酵系统包括混料箱、厌氧罐、定向输送装置和定向输送脱水装置。厌氧罐的顶部设置有沼气出口。厌氧罐的底部设置有厌氧罐出料口。所述定向输送装置通过进料端连通厌氧罐出料口，并通过出料端连通混料箱的顶部，从而将发酵后的物料输送至混料箱进行混料。所述定向输送脱水装置的一端连通所述混料箱的出料口，其另一端通过循环管道连通所述厌氧罐的顶部，其中所述循环管道设置有循环泵，以定向输送所述混料箱内的混合物料至所述厌氧罐。该发酵系统在混合物料进入厌氧罐之前进行脱水处理，能够精准控制厌氧罐进料的固体含量，解决物料固体浓度降低的问题。

Description

一种干式厌氧发酵系统

技术领域

本实用新型涉及垃圾处理设备技术领域，尤其涉及一种干式厌氧发酵系统。

背景技术

厨余垃圾主要是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位聚餐等活动中产生的垃圾。根据新版《生活垃圾分类标准》(GB/T19095-2019)，厨余垃圾表示易腐烂的、含有机质的生活垃圾，包括家庭厨余垃圾、餐厨垃圾和其它厨余垃圾等，其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业。由于其有机质含量高、水分高等特点，容易产生以下问题：

(1)杂物多，有机质含量高；

(2)易腐烂变质，易发酵，易发臭；

(3)易滋长寄生虫、卵及病原微生物和霉菌毒素等有害物质；

(4)相较于餐饮垃圾，厨余垃圾主要为生料，含油率较低；

(5)厨余垃圾一般被包裹在塑料袋中，比重较轻。

目前厨余垃圾主要处理方式为厌氧发酵技术，可实现厨余垃圾的无害化、减量化和资源化。厌氧发酵技术按进料固体含量可分为湿式厌氧发酵和干式厌氧发酵，其中湿式厌氧发酵起步早，工艺和设备发展成熟，被大量应用在餐厨垃圾的处理中；但湿式厌氧发酵对于进料要求较高，且沼液产生量大，需要复杂的预处理和污水处理等配套系统，造成项目整体占地面积大、投资高。相比而言，干式厌氧发酵对于进料要求较低，发酵产生的沼液废水量少，有效的降低了项目整体投资和运行成本。因此，在含水率较低的厨余垃圾处理技术选择上，干式厌氧发酵技术得到越来越多的认可。

国内目前采用的干式厌氧发酵技术由于厌氧发酵过程中有机质的降解和厌氧菌新陈代谢会产生水分，导致厌氧罐内物料固体浓度会随着发酵的进行而逐渐降低，产生以下问题：

(1)厌氧罐内物料出现固液分层现象，影响发酵过程，导致沼气产量降低；

(2)厌氧罐内物料固液分层后，物料不均匀，影响输送泵等设备的正常运行。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种干式厌氧发酵系统，通过优化工艺流程，改善物料接种循环过程，对混合物料在进入厌氧罐之前进行脱水处理，并根据脱水的程度精准控制厌氧罐进料的固体含量，能够从根源上解决物料固体浓度降低带来的一系列问题。

本实用新型的另一目的在于提供一种干式厌氧发酵系统，可适用于不同含水率的厨余垃圾，适用范围广泛。

本实用新型的另一目的在于提供一种干式厌氧发酵系统，通过在混料箱内设置温度传感器和液位传感器，能够有效监测混料箱内混合物料的状态，以便于后续工作的分析。

本实用新型的另一目的在于提供一种干式厌氧发酵系统，通过在厌氧罐内设置温度传感器和液位传感器，能够有效监测厌氧罐内发酵物料的状态，便于对混合物料发酵的分析和控制。

本实用新型的另一目的在于提供一种干式厌氧发酵系统，通过在厌氧罐的顶部设置液位计，并使所述液位计电连接警报装置，能够进一步严格监测厌氧罐内的液位值，并在液位过高时通过警报装置提醒工作人员。

本实用新型的另一目的在于提供一种干式厌氧发酵系统，通过在沼气通道设置沼气流量计能够有效监测该发酵系统所处理的沼气量。

本实用新型的另一目的在于提供一种干式厌氧发酵系统，通过在混料箱和厌氧罐之间设置输压管道，能够有效平衡混料箱和厌氧罐的压力，防止混料箱的顶部出现冒料现象而干扰发酵系统的正常运转。

为实现本实用新型以上至少一个目的，本实用新型提供一种干式厌氧发酵系统，其中所述干式厌氧发酵系统包括：

一混料箱，其中所述混料箱设置有进料口和出料口；

一厌氧罐，其中所述厌氧罐的顶部设置有沼气出口，所述厌氧罐的下部呈倒锥形，且所述厌氧罐于所述倒锥形的底部设置有厌氧罐出料口；

一定向输送装置，其中所述定向输送装置具有一进料端和相对高于所述进料端的一出料端，其中所述定向输送装置通过所述进料端连通所述厌氧罐出料口，并通过所述出料端连通所述混料箱的顶部；和

一定向输送脱水装置，其中所述定向输送脱水装置的其中一端连通所述混料箱的出料口，所述定向输送脱水装置的另一端通过一循环管道连通所述厌氧罐的顶部，其中所述循环管道设置有循环泵，以定向输送所述混料箱内的混合物料至所述厌氧罐。

在一种可能的实施方式中，所述循环管道于所述循环泵和所述定向输送脱水装置之间还设置有出料管道，其中所述出料管道设置有出料泵。

在一种可能的实施方式中，所述混料箱以及所述厌氧罐内均设置有温度传感器和液位传感器。

进一步地，所述厌氧罐的顶部设置有液位计，其中所述液位计的监测端与所述厌氧罐的顶部保持有预定的距离，且所述液位计电连接有警报装置。

在一种可能的实施方式中，所述混料箱的底部呈倒锥形，所述混料箱于底部的中心位置处设置有杂质出口；

所述干式厌氧发酵系统还包括连通所述杂质出口的排砂装置，以排出所述混料箱底部的杂质。

在一种可能的实施方式中，所述混料箱内设置有搅拌装置，其中所述搅拌装置被实施为桨叶式搅拌结构或框式搅拌结构。

进一步地，所述定向输送脱水装置的底部设置有废水出口，以定期排出所述定向输送脱水装置内的废水。

在一种可能的实施方式中，所述混料箱和所述厌氧罐均设置有加热装置，且所述混料箱和所述厌氧罐的表面均包裹有保温层。

在一种可能的实施方式中，所述混料箱和所述厌氧罐均被实施为立式罐体结构。

在一种可能的实施方式中，所述厌氧罐于所述沼气出口连通有沼气通道，所述沼气通道设置有沼气流量计。

在一种可能的实施方式中，所述混料箱和所述厌氧罐之间通过一输压管道连通，以输送压力而平衡所述混料箱和所述厌氧罐之间的压力。

本实用新型的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，得以充分体现。

附图说明

图1示出了本申请一较佳实施例干式厌氧发酵系统的运作流程图。

具体实施方式

以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在说明书的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

结合说明书附图1，依本实用新型一较佳实施例的一种干式厌氧发酵系统将在以下被详细地阐述，其中所述干式厌氧发酵系统包括混料箱10、厌氧罐20、定向输送装置30和定向输送脱水装置40。

所述混料箱10设置有进料口11和出料口12，以通过所述进料口11承接待处理的混合物料。具体的，所述混料箱10于所述进料口11连通有进料管道16，使混合物料能够通过所述进料管道16被输送至所述混料箱10。值得一提的是，所述混料箱10内设置有搅拌装置13，以充分搅拌所述混料箱10内的混合物料以及由所述厌氧罐20的底部输送过来的混合料而使其均匀混合，从而保证所述厌氧罐20进料的均匀性，其中所述搅拌装置13被优选设置靠近所述混料箱10的顶部或侧部。所述搅拌装置13的设置位置可根据实际使用环境等情况进行设置，而不限于某一固定的位置。另外，所述搅拌装置13被优选实施为桨叶式搅拌结构或框式搅拌结构。

所述厌氧罐20的顶部设置有沼气出口21，以通过所述沼气出口21排出所述厌氧罐20内发酵产生的沼气，其中为便于分析所述沼气的产生量，所述厌氧罐20于所述沼气出口21处还连通有沼气通道22，且所述沼气通道22设置有沼气流量计23。根据所述沼气流量计23监测到的沼气量监控所述厌氧罐20内的沼气量，并根据所述沼气流量计23所监测到的沼气排出量能够倒推该干式厌氧发酵系统处理厨余垃圾的能力，并以时间段、地域以及产出环境等作为参考标准分析厨余垃圾的信息。所述厌氧罐20的下部呈倒锥形，且所述厌氧罐20于所述倒锥形的底部设置有厌氧罐出料口24。

所述定向输送装置30具有一进料端31和相对高于所述进料端31的一出料端32，其中所述定向输送装置30通过所述进料端31连通所述厌氧罐出料口24，并通过所述出料端32连通所述混料箱10的顶部，以将所述厌氧罐20内发酵后的物料输送至所述混料箱10内与刚输送进来的新鲜料进行二次循环发酵，使得新鲜料能够得到一定程度的预发酵。所述定向输送装置30被优选实施为倾斜式螺旋输送机，其中该倾斜式螺旋输送机的右端作为所述进料端31，而左端作为所述出料端32，以将所述厌氧罐20内的剩余混合物料定向输送给所述混料箱10，而不能被反向输送，以免使所述混料箱10内未被干燥的混合物料进入所述厌氧罐20而增大所述厌氧罐20的湿度。

为使所述混料箱10内的混合物料能够得到比较彻底的干燥，使输送给所述厌氧罐20的混合物料的固体含量保持在较高的水平，所述定向输送脱水装置40的右端连通所述混料箱10的出料口12，以承接所述混料箱10内被混合均匀的混合物料。所述定向输送脱水装置40左端的底部通过循环管道43连通所述厌氧罐20的顶部，其中所述循环管道43设置有循环泵44，从而通过所述循环泵44将所述混料箱10内被所述定向输送脱水装置40脱水后的混合物料定向输送给所述厌氧罐20，进行厌氧发酵，其中所述循环泵44被优选实施为柱塞泵。

为使该发酵系统长期运作，所述定向输送脱水装置40右端的底部设置有废水出口45，以排出所述定向输送脱水装置40内的废水，其中所述定向输送脱水装置40可以通过挤压等方式实现脱水。通过及时排出系统内多余的水分，间接降低了接种物料的循环量，有利于所述混料箱10内物料的混合过程，减少了工作时间，降低了输送混合物料的工作负荷。

另外，所述循环管道43于所述循环泵44和所述定向输送脱水装置40之间还设置有出料管道46，其中所述出料管道46设置有出料泵47，从而通过定期或不定期人为打开所述出料泵47，将所述循环管道43内的沼渣通过所述出料管道46排出，从而腾出新鲜料的进料空间，平衡整个厌氧发酵系统。

值得一提的是，为方便监测所述混料箱10和所述厌氧罐20内的运作情况，所述混料箱10以及所述厌氧罐20内均设置有温度传感器101和液位传感器102，从而分别根据所述混料箱10以及所述厌氧罐20内的温度和液位情况对应去调节温度和控制加料，使该发酵系统能够始终处于最优化的发酵环境中，以提高工作效率。

考虑到所述厌氧罐内需要严格控制发酵环境，一旦所述厌氧罐20内的液位传感器102受干扰或出现其他问题而不能正常工作，而所述循环泵44还在持续进行加料，那么所述厌氧罐20的工作效率就会大打折扣，甚至出现各种问题。因此，所述厌氧罐20的顶部还设置有液位计25，其中所述液位计25的监测端与所述厌氧罐20的顶部保持有预定的距离，以使所述厌氧罐20内的液位能够在该监测端的位置被监测到，且所述液位计25电连接有警报装置。一旦所述厌氧罐20内的液位过高就会通过所述警报装置及时提醒工作人员。所述警报装置可以被实施为声音警报，比如蜂鸣器；也可以被实施为视觉警报，比如闪光灯等；显然，也可以被实施为同时进行声音警报和视觉警报。

另外，所述厨余垃圾中除了需要发酵的有机质等物料，也难免存在其他不能被发酵的杂质，比如砂质等，所述混料箱10的底部被设置呈倒锥形，且所述混料箱10于底部的中心位置处设置有杂质出口14，同时所述干式厌氧发酵系统还包括连通所述杂质出口14的排砂装置15，以排出所述混料箱10底部的杂质，使其不占用所述混料箱10的空间。通过及时排出，还能够确保这些杂质尽量不被输送至所述厌氧罐20内而加重所述循环管道43和所述循环泵44的输送负担，或者影响所述厌氧罐20的发酵工作。

为确保该发酵系统能够具备良好的发酵环境，所述混料箱10和所述厌氧罐20均设置有加热装置，比如加热盘管，且所述混料箱10和所述厌氧罐20的表面均包裹有保温层，其保温材料可以选取玻璃棉或泡沫板，以通过加热和保温的方式确保混合物料的温度能够维持在设定的温度范围之内。

值得一提的是，所述厌氧罐20的顶部还安装有压力传感器26和正负压保护器27，以分别监测所述厌氧罐20顶部气相区的压力和保护该气相区压力。

在一种可能的实施方式中，所述混料箱10和所述厌氧罐20均被实施为立式罐体结构，以分别进行良好的混合和发酵。

在该发酵系统的持续运行过程中，为保持所述混料箱10和所述厌氧罐20之间的压力平衡，防止所述混料箱10的顶部出现冒料问题，作为本实用新型一较佳实施例，所述混料箱10和所述厌氧罐20之间通过输压管道103连通。

需要说明的是，本实用新型中用语“第一、第二”仅用于描述目的，不表示任何顺序，不能理解为指示或者暗示相对重要性，可将这些用语解释为名称。

本领域的技术人员应理解，上述描述所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种干式厌氧发酵系统，其特征在于，其中所述干式厌氧发酵系统包括：

一混料箱，其中所述混料箱设置有进料口和出料口；

一厌氧罐，其中所述厌氧罐的顶部设置有沼气出口，所述厌氧罐的下部呈倒锥形，且所述厌氧罐于所述倒锥形的底部设置有厌氧罐出料口；

一定向输送装置，其中所述定向输送装置具有一进料端和相对高于所述进料端的一出料端，其中所述定向输送装置通过所述进料端连通所述厌氧罐出料口，并通过所述出料端连通所述混料箱的顶部；和

一定向输送脱水装置，其中所述定向输送脱水装置的其中一端连通所述混料箱的出料口，所述定向输送脱水装置的另一端通过一循环管道连通所述厌氧罐的顶部，其中所述循环管道设置有循环泵，以定向输送所述混料箱内的混合物料至所述厌氧罐。

2.如权利要求1所述干式厌氧发酵系统，其特征在于，所述循环管道于所述循环泵和所述定向输送脱水装置之间还设置有出料管道，其中所述出料管道设置有出料泵。

3.如权利要求1所述干式厌氧发酵系统，其特征在于，所述混料箱以及所述厌氧罐内均设置有温度传感器和液位传感器。

4.如权利要求3所述干式厌氧发酵系统，其特征在于，所述厌氧罐的顶部设置有液位计，其中所述液位计的监测端与所述厌氧罐的顶部保持有预定的距离，且所述液位计电连接有警报装置。

5.如权利要求1所述干式厌氧发酵系统，其特征在于，所述混料箱的底部呈倒锥形，所述混料箱于底部的中心位置处设置有杂质出口；

所述干式厌氧发酵系统还包括连通所述杂质出口的排砂装置，以排出所述混料箱底部的杂质。

6.如权利要求1所述干式厌氧发酵系统，其特征在于，所述混料箱内设置有搅拌装置，其中所述搅拌装置被实施为桨叶式搅拌结构或框式搅拌结构。

7.如权利要求1所述干式厌氧发酵系统，其特征在于，所述定向输送脱水装置的底部设置有废水出口，以排出所述定向输送脱水装置内的废水。

8.如权利要求1所述干式厌氧发酵系统，其特征在于，所述混料箱和所述厌氧罐均设置有加热装置，且所述混料箱和所述厌氧罐的表面均包裹有保温层。

9.如权利要求1所述干式厌氧发酵系统，其特征在于，所述厌氧罐于所述沼气出口连通有沼气通道，所述沼气通道设置有沼气流量计。

10.如权利要求1所述干式厌氧发酵系统，其特征在于，所述混料箱和所述厌氧罐之间通过一输压管道连通，以输送压力而平衡所述混料箱和所述厌氧罐之间的压力。

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