CN215667952U - 一种干式厌氧发酵装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种干式厌氧发酵装置，用于处理有机物料，其中所述发酵装置包括发酵器和调液机构。所述发酵器的顶部设置有进料口和沼气出口，所述发酵器的底部设置有出料口。所述调液机构包括调液管道和被设置于所述调液管道的沼液酸碱度监测元件和沼液回流泵，其中所述调液管道设置有碱液添加口，所述调液管道被设置连通所述出料口和所述发酵器的上部，以通过所述沼液回流泵输送所述发酵器的底部的沼液回流至所述发酵器的上部，并在所述调液管道内的沼液的酸碱度低于预定值时通过所述碱液添加口添加碱液，能够给反应器的厌氧处理提供合适的酸碱度环境，确保良好的发酵效率，还能够通过沼液回喷提高发酵器内底物的利用率。

Description

一种干式厌氧发酵装置

技术领域

本实用新型涉及有机物料处理技术领域，尤其涉及一种干式厌氧发酵装置，用于处理有机物料。

背景技术

近年来，中国的垃圾分类实施范围扩大，北上广深相继立法，各个省、市、县也相应出台垃圾分类实施方案，已经逐步进入垃圾分类“强制时代”。垃圾分类后，从生活垃圾分出来的厨余垃圾量猛增。传统的处理方式有填埋、焚烧、好氧堆肥等。由于可利用土地的制约，填埋在我国面临着越来越困难的选址问题；焚烧虽然可以取得较好的减量化效果，但含水率较高的厨余垃圾往往使焚烧成本大大增加；有机垃圾堆肥在我国已有上百年历史，但其存在臭气污染、产品出路等一系列问题，导致好氧堆肥无法彻底有效解决大规模有机垃圾集中处置的问题。因此，厌氧消化成为现在有机垃圾主流处理的技术之一。

厌氧消化产生的沼气为可再生的生物质能源，可以将厨余垃圾变废为宝，在这个能源紧缺的时代，这点尤其重要。近些年，湿式厌氧消化在处理饭店餐饮垃圾上的应用非常广泛，主要因为饭店集中收集的餐饮垃圾含水率高，且湿式厌氧对进出料及消化设备的要求相对较低，但在运营上也带来了水耗大，罐内分层现象严重及砂累积等问题，同时大量的水耗也导致产生的沼液量大，水处理负荷大，成本显著增加等问题。

而厨余垃圾本身含固率相对较高，不需要额外加水，采用干式厌氧发酵尤其适合，能够降低后续消化液脱水负荷及污水处理成本，同时高负荷消化。较湿式厌氧发酵来说，厌氧罐体积减小，占地节省。但传统的干式厌氧消化装置有着进料不均匀，厌氧搅拌效率低，导致产沼量不稳定、易分层及沉砂等问题；

另外，随着厌氧消化的进行，由于反应器内物料的发酵，其酸碱度会逐渐增加，容易影响反应器的厌氧处理和沼气的产出，降低发酵效率；

第三，传统的干式厌氧均在反应器进行加热。加热盘管设置在反应器外侧，热损失大，蒸汽耗量大，设置在反应器内部会导致加热管外壁的物料温度过高，管道外侧产生结壳，从而引起发酵温度不均匀等问题。

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装置，通过在发酵器底部的出料口和发酵器的上部之间设置调液管道，并在调液管道设置碱液添加口和沼液酸碱度监测元件，能够根据发酵器内的沼液的酸碱度适时、适量添加碱液，从而给反应器的厌氧处理提供合适的酸碱度环境，确保良好的发酵效率，还能够通过沼液回喷提高发酵器内底物的利用率。

本实用新型的另一目的在于提供一种干式厌氧发酵装置，通过设置返料箱和循环输送管道能够循环输送发酵器底部的物料，使其在返料箱内与新输送进来的生料均匀混合并接种，起到预水解酸化的作用，同时该部分物料进行二次发酵，便于物料的彻底处理。

本实用新型的另一目的在于提供一种干式厌氧发酵装置，通过在循环输送管道设置废料出口，能够在输送进料的同时定期排出返料箱内的沼渣，从而给返料箱保持较大的有效利用空间。

本实用新型的另一目的在于提供一种干式厌氧发酵装置，通过设置破碎装置能够减小物料的粒径，增大物料与微生物的接触面积，提高物料的发酵处理速度和产沼气效率以及沼气产量。

本实用新型的另一目的在于提供一种干式厌氧发酵装置，通过设置加热元件和保温元件能够给该发酵装置提供良好的发酵温度环境，便于物料的发酵和沼气的产出。

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装置，用于处理有机物料，其中所述发酵装置包括：

一发酵器，所述发酵器具有一顶部和相对低于所述顶部的一底部，其中所述发酵器于所述顶部设置有进料口和沼气出口，所述发酵器于所述底部设置有出料口；和

一调液机构，其中所述调液机构包括调液管道和被设置于所述调液管道的沼液酸碱度监测元件和沼液回流泵，其中所述调液管道设置有碱液添加口，所述调液管道被设置连通所述出料口和所述发酵器的上部，以通过所述沼液回流泵输送所述发酵器的底部的沼液回流至所述发酵器的上部，并在所述调液管道内的沼液的酸碱度低于预定值时通过所述碱液添加口添加碱液。

在一种可能的实施方式中，所述沼液酸碱度监测元件被实施为pH在线监测仪。

在一种可能的实施方式中，所述发酵装置还包括循环输送机构和进料机构，其中所述循环输送机构包括返料箱和循环输送管道，其中所述返料箱于顶部连通所述出料口，所述循环输送管道被设置连通所述返料箱的下部和所述发酵器的所述进料口，所述循环输送管道设置有循环泵，以单向输送所述返料箱内的物料至所述进料口；

所述进料机构连通所述返料箱，以提供进料。

在一种可能的实施方式中，所述进料机构包括破碎装置、进料管道和被设置于所述进料管道的进料泵，其中所述进料管道连通所述破碎装置和所述返料箱，以通过所述进料泵输送被破碎后的物料至所述返料箱。

在一种可能的实施方式中，所述返料箱内设置有搅拌装置。

在一种可能的实施方式中，所述返料箱的外壁环绕设置有加热元件，所述发酵器设置有保温元件。

在一种可能的实施方式中，所述循环输送机构还包括螺旋输送机，所述螺旋输送机被倾斜设置于所述出料口和所述返料箱之间，其中所述螺旋输送机连通所述出料口的一端低于连通所述返料箱的一端。

在一种可能的实施方式中，所述循环输送管道于所述循环泵的下游还设置有可开闭的废料出口，以在所述废料出口被打开后能够停止进料而通过所述循环泵排出所述返料箱内的沼渣。

在一种可能的实施方式中，所述返料箱的下部呈倒置的圆锥状，且所述返料箱的底部设置有可开闭的排砂口。

在一种可能的实施方式中，所述返料箱于所述排砂口处安装有螺旋排砂机，所述螺旋排砂机被倾斜设置，其中所述螺旋排砂机连通所述排砂口的一端低于其另一端。

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示出了本实用新型一较佳实施例干式厌氧发酵装置的工作原理图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。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，在本实用新型的揭露中，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。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

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装置将在以下被详细地阐述，其中所述干式厌氧发酵装置被用于处理有机物料。

所述发酵装置包括发酵器10和调液机构20，其中所述发酵器10被优选实施为厌氧罐。所述发酵器10具有一顶部11和相对低于所述顶部11的一底部12，其中所述发酵器10于所述顶部11设置有进料口111和沼气出口112，以分别用于进料和沼气的产出。所述发酵器10于所述底部12设置有出料口121，以定期排出所述发酵器10内的熟料。

所述调液机构20包括调液管道21和被设置于所述调液管道21的沼液酸碱度监测元件22和沼液回流泵23，其中所述沼液酸碱度监测元件22被优选实施为pH在线监测仪，以在运行时实时检测所述调液管道21内沼液的酸碱度。所述调液管道21被设置连通所述出料口121和所述发酵器10的上部。所述调液管道21还设置有碱液添加口211。

值得一提的是，由所述发酵器10的底部的所述出料口121分流出一小部分沼液经所述调液管道21回流至所述发酵器10的顶部，期间，所述沼液酸碱度监测元件22一旦监测到回流的沼液的酸碱度低于预定值时，通过所述碱液添加口211向所述调液管道21添加碱液，将这部分被添加进来的碱液随沼液一起回流至所述发酵器10的上部，从而调节所述发酵器10的内部酸碱度环境，使所述发酵器10在厌氧处理的过程中能够始终保持最佳的酸碱度环境，从而有效维持良好的发酵效率和产沼气效率。另外，在所述沼液酸碱度监测元件22监测到回流的沼液的酸碱度在预设范围内时，则不添加碱液，所述调液管道21还可以被作为回流管道使用，使所述发酵器10的底部的物料进行二次循环发酵。

需要说明的是，本领域技术人员能够非常容易的想到可以手动向所述碱液添加口211添加碱液，也可以根据所述沼液酸碱度监测元件22的监测数据设置自动添加碱液，其包括自动添加量。

作为本实用新型一较佳实施例，所述发酵装置还包括循环输送机构30和进料机构40。所述循环输送机构30包括返料箱31和循环输送管道32，其中所述返料箱31于顶部连通所述出料口121，以接收所述发酵器10内的熟料。所述循环输送管道32被设置连通所述返料箱31的下部和所述发酵器10的所述进料口111。所述循环输送管道32设置有循环泵33，以单向输送所述返料箱31内的物料至所述进料口111；

所述进料机构40连通所述返料箱31，以提供进料。

值得一提的是，由于所述返料箱31和所述调液管道21同时连通所述出料口121，本领域技术人员能够非常容易的想到在所述出料口121处设置三通。所述三通被控制分别用于回流沼液和循环输送物料。显然，在所述沼液回流泵23的作用下所回流的沼液量是有限的，主要是为监测所述发酵器10的酸碱度环境，其次是使底部的物料进行二次循环反应；而在所述循环泵33的作用下所循环的物料主要是利用所述发酵器10的熟料对新输送进来的生料在所述返料箱31内进行混合接种，并预水解酸化，以给所述发酵器10提供进料，使得这部分已经预水解酸化的物料在进入到所述发酵器10内后能够被快速处理和产沼气。另外，还能够通过所述循环泵33对所述发酵器10底部的物料进行二次发酵处理，提高物料的处理效率和发酵质量。

作为本实用新型一较佳实施例，所述进料机构40包括破碎装置41、进料管道42和被设置于所述进料管道42的进料泵43，其中所述进料管道42连通所述破碎装置41和所述返料箱31，其中所述破碎装置41被优选实施为破碎机。厨余垃圾等物料被添加至所述破碎装置41后进行破碎处理，一般情况下是破碎至粒径在50mm以下。破碎后的物料通过所述进料泵43的作用被输送至所述返料箱31内，并在所述返料箱31内与所述循环输送管道32所输送过来的熟料按一定比例进行混合，进行预水解酸化，其中生料和熟料的比例可根据新添加的生料量和所述循环泵33的输送量进行适当调整。

进一步优选地，所述返料箱31内设置有搅拌装置，比如搅拌机。通过所述搅拌装置充分混合新输送过来的生料和被循环的熟料，缓解厨余垃圾因含固量高而导致混合难度大、物料易分层及沉砂等问题，并使生料能够进行充分的预水解酸化，提高所述发酵器对物料的厌氧处理效率和产沼气效率。

作为本实用新型一较佳实施例，所述返料箱31的外壁环绕设置有加热元件，以在所述返料箱31内加热生料和熟料所形成的混合料，其中所述加热元件被优选实施为蒸汽盘管。通过蒸汽的方式加热混合料。一般是使所述返料箱31的温度维持在35℃～40℃。所述发酵器10设置有保温元件，其中所述保温元件被优选实施为绕设在所述发酵器10外壁的保温盘管，以减少热损失，节能降耗，同时也不会引起所述发酵器10内的物料因发酵温度不均匀而产生的结壳问题。

进一步优选地，所述循环输送机构30还包括螺旋输送机。所述螺旋输送机被倾斜设置于所述出料口121和所述返料箱31之间，其中所述螺旋输送机连通所述出料口121的一端低于连通所述返料箱31的一端，以螺旋输送所述发酵器10底部的物料，提高物料的输送效率。

作为本实用新型一较佳实施例，所述循环输送管道32于所述循环泵33的下游还设置有可开闭的废料出口34，从而通过一个所述循环泵33达到既能循环进料，又能排出废料沼渣的目的，其中需要说明的是，进料和排沼渣是分别进行的。具体的，在通过所述进料泵43进料时，所述返料箱31接收新物料以及由所述发酵器10的底部排出的熟料，并通过所述循环泵33和所述循环输送管道32循环输送这些混合料进入所述发酵器10内进行发酵。在所述进料泵43停止进料时，所述废料出口34的阀门被打开，通过所述循环泵33排出所述返料箱31内的沼渣。

在一种可能的实施方式中，所述返料箱31的下部呈倒置的圆锥状，且所述返料箱31的底部设置有可开闭的排砂口311，即所述排砂口311被设置在圆锥状的底部顶尖处，从而通过圆锥状的设计使砂等杂质能够因自重而自动向底部沉积，然后通过所述排砂口311快速排出沉积在所述返料箱31底部的砂等杂质，使所述返料箱31能够保持有效的混料空间。

在一种可能的实施方式中，所述返料箱31于所述排砂口311处安装有螺旋排砂机，所述螺旋排砂机被倾斜设置，其中所述螺旋排砂机连通所述排砂口311的一端低于其另一端，以将所述返料箱31内的杂质螺旋排出，提高排杂质的效率。

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装置，用于处理有机物料，其特征在于，其中所述发酵装置包括：

一发酵器，所述发酵器具有一顶部和相对低于所述顶部的一底部，其中所述发酵器于所述顶部设置有进料口和沼气出口，所述发酵器于所述底部设置有出料口；和

一调液机构，其中所述调液机构包括调液管道和被设置于所述调液管道的沼液酸碱度监测元件和沼液回流泵，其中所述调液管道设置有碱液添加口，所述调液管道被设置连通所述出料口和所述发酵器的上部，以通过所述沼液回流泵输送所述发酵器的底部的沼液回流至所述发酵器的上部，并在所述调液管道内的沼液的酸碱度低于预定值时通过所述碱液添加口添加碱液。

2.如权利要求1所述干式厌氧发酵装置，其特征在于，所述沼液酸碱度监测元件被实施为pH在线监测仪。

3.如权利要求1所述干式厌氧发酵装置，其特征在于，所述发酵装置还包括循环输送机构和进料机构，其中所述循环输送机构包括返料箱和循环输送管道，其中所述返料箱于顶部连通所述出料口，所述循环输送管道被设置连通所述返料箱的下部和所述发酵器的所述进料口，所述循环输送管道设置有循环泵，以单向输送所述返料箱内的物料至所述进料口；

所述进料机构连通所述返料箱，以提供进料。

4.如权利要求3所述干式厌氧发酵装置，其特征在于，所述进料机构包括破碎装置、进料管道和被设置于所述进料管道的进料泵，其中所述进料管道连通所述破碎装置和所述返料箱，以通过所述进料泵输送被破碎后的物料至所述返料箱。

5.如权利要求3所述干式厌氧发酵装置，其特征在于，所述返料箱内设置有搅拌装置。

6.如权利要求3所述干式厌氧发酵装置，其特征在于，所述返料箱的外壁环绕设置有加热元件，所述发酵器设置有保温元件。

7.如权利要求3所述干式厌氧发酵装置，其特征在于，所述循环输送机构还包括螺旋输送机，所述螺旋输送机被倾斜设置于所述出料口和所述返料箱之间，其中所述螺旋输送机连通所述出料口的一端低于连通所述返料箱的一端。

8.如权利要求3至7任一项所述干式厌氧发酵装置，其特征在于，所述循环输送管道于所述循环泵的下游还设置有可开闭的废料出口，以在所述废料出口被打开后能够停止进料而通过所述循环泵排出所述返料箱内的沼渣。

9.如权利要求3所述干式厌氧发酵装置，其特征在于，所述返料箱的下部呈倒置的圆锥状，且所述返料箱的底部设置有可开闭的排砂口。

10.如权利要求9所述干式厌氧发酵装置，其特征在于，所述返料箱于所述排砂口处安装有螺旋排砂机，所述螺旋排砂机被倾斜设置，其中所述螺旋排砂机连通所述排砂口的一端低于其另一端。

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