專利名稱：一種柱式厭氧—好氧一體化發(fā)酵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及能源利用技術(shù)領(lǐng)域，是一種柱式厭氧——好氧一體化發(fā)酵裝置。
技術(shù)背景隨著社會(huì)主義新農(nóng)村的建設(shè)進(jìn)程的推進(jìn)，村民生活水平在提高的同時(shí)，農(nóng)戶傳統(tǒng) 的生活模式也逐漸發(fā)生了改變，由此帶來了新的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，造成了鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村 嚴(yán)重的臟、亂、差現(xiàn)象。據(jù)國家環(huán)保部的數(shù)據(jù)，我國農(nóng)村每年產(chǎn)生的生活垃圾2. 8億多噸，大 部分隨意堆置或傾倒進(jìn)河湖或溝渠，致使蚊蠅滋生、臭氣彌漫。這些問題導(dǎo)致我國農(nóng)村目前 普遍存在著垃圾亂倒、糞土亂堆、柴草亂垛的現(xiàn)象。這些廢棄物在環(huán)境中堆積常常產(chǎn)生各種 有害微生物，在污染環(huán)境的同時(shí)還嚴(yán)重的危害人們的健康。因此，我國城郊農(nóng)村污染形勢是 嚴(yán)峻的，如不加以治理，將會(huì)引發(fā)更大的環(huán)境問題。干法厭氧發(fā)酵是指TS質(zhì)量分?jǐn)?shù)20 % 50 %的厭氧發(fā)酵處理工藝。干法工藝具有 明顯的優(yōu)勢，可以適應(yīng)各種來源的固體有機(jī)廢棄物；運(yùn)行費(fèi)用低，并提高了容積產(chǎn)能能力； 需水量低或不需水，節(jié)約水資源；產(chǎn)生沼液少，廢渣含水量低，后續(xù)處理費(fèi)用低；運(yùn)行過程 穩(wěn)定，無濕法工藝中的浮渣、沉淀等問題；減少了臭氣排放。干法厭氧發(fā)酵可以作為固體廢 棄物無害化、資源化處理的有效方法，迄今為止，已經(jīng)有一些關(guān)于干發(fā)酵工藝參數(shù)優(yōu)化及堆 肥過程中作用機(jī)理的探索及研究，但是適合我國農(nóng)村特征及經(jīng)濟(jì)發(fā)轉(zhuǎn)狀況的干發(fā)酵反應(yīng)設(shè) 備、沼渣處理的研究不僅是熱點(diǎn)也是難點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種柱式厭氧——好氧一體化發(fā)酵裝置，以求在干發(fā) 酵技術(shù)、理論發(fā)展及實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對有機(jī)固體廢棄物進(jìn)行干式厭氧產(chǎn)沼發(fā)酵，并 在進(jìn)行“厭氧產(chǎn)氣”發(fā)酵過程之后，讓罐體內(nèi)的固體有機(jī)廢棄物進(jìn)行“好氧制肥”發(fā)酵過程， 進(jìn)行沼渣一體化處理，以解決固體廢棄物處理處置及發(fā)酵生產(chǎn)中出現(xiàn)的有待完善的問題， 擴(kuò)大固體廢棄物實(shí)時(shí)實(shí)地處理的范圍和水平。能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)村、城鎮(zhèn)居民區(qū)、畜禽養(yǎng)殖場等地 的生活垃圾及畜禽糞便等固體廢棄物得到就地、及時(shí)、方便地處置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種柱式厭氧——好氧一體化發(fā)酵裝置，包括發(fā)酵罐、氣體儲(chǔ)存袋、空氣壓縮機(jī)、 電熱機(jī)、管道；發(fā)酵罐包括雙層罐體、保溫層與頂蓋，罐體內(nèi)水平設(shè)置有一層篩板，上層為發(fā) 酵倉，下層為氣體緩沖室和滲濾液儲(chǔ)存池；罐體為一個(gè)雙層圓柱形碗狀體，兩層之間有保溫 層，罐體上端的進(jìn)出料口與頂蓋密封固接，頂蓋上設(shè)有氣體出口 ；其罐體下端設(shè)有進(jìn)氣口 ； 罐體外，氣體出口與氣體儲(chǔ)存袋相連通，氣體儲(chǔ)存袋以管道順序連接空氣壓縮機(jī)、電熱機(jī)， 電熱機(jī)再經(jīng)管道與罐體下端的進(jìn)氣口相連通；在氣體儲(chǔ)存袋上設(shè)有閥門，在氣體儲(chǔ)存袋與 空氣壓縮機(jī)相連的管路上有另一閥門；氣體儲(chǔ)存袋上的閥門經(jīng)管道連接有儲(chǔ)氣罐。在罐體內(nèi)壁上安裝有多個(gè)溫度探頭，氣體儲(chǔ)存袋中有沼氣，空氣壓縮機(jī)、電熱機(jī)與 電源連接。[0008]所述的一體化發(fā)酵裝置，其所述發(fā)酵罐的直徑為0. 5 2m，高度為1. 5 !3m。所述的一體化發(fā)酵裝置，其所述篩板上層為發(fā)酵倉，篩板下層為氣體緩沖室和滲 濾液暫存池，上、下層高度的比例為6 1 4 1，篩孔的直徑為0.25 1.00cm。所述的一體化發(fā)酵裝置，其所述另一閥門，為三通閥門，其一輸入端與氣體儲(chǔ)存袋 相通，另一輸入端與大氣/沼氣儲(chǔ)罐相通，輸出端與空氣壓縮機(jī)相通。所述的一體化發(fā)酵裝置，其所述罐體內(nèi)壁上的多個(gè)溫度探頭，分布于反應(yīng)艙。所述的一體化發(fā)酵裝置，其所述氣體儲(chǔ)存袋，其容積是干發(fā)酵裝置發(fā)酵倉的1倍。本實(shí)用新型的有益效果是，所提供的一種柱式厭氧——好氧一體化發(fā)酵裝置，能 夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)村生活垃圾、種植業(yè)廢棄物、牲畜糞便得到就地、及時(shí)的處理處置，對厭氧干發(fā)酵 和好氧堆肥工藝進(jìn)行一體化處理，可使操作過程更加方便，裝/出料簡便，對厭氧干發(fā)酵中 的沼渣好氧堆肥，提高沼渣的資源化利用率，可以節(jié)省能源和降低運(yùn)行成本，達(dá)到提高農(nóng)村 居民的環(huán)境水平，垃圾亂倒、糞土亂堆、柴草亂垛的現(xiàn)象。

圖1為本實(shí)用新型的一種柱式厭氧——好氧一體化發(fā)酵裝置結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)號(hào)，1-頂蓋；2-罐體；3-氣體儲(chǔ)存袋；4-氣體出口 ；6-篩板；7_空氣壓縮 機(jī)；8-電熱機(jī)；9a，9b-閥門；10-保溫層；11-反應(yīng)艙；12-氣體緩沖室；13a、13b_溫度探頭； 14-管道；15-進(jìn)氣口。
具體實(shí)施方式
結(jié)合圖1對本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。本實(shí)用新型的一種柱式厭氧——好氧一體化發(fā)酵裝置，其具體結(jié)構(gòu)如圖1所示 柱式厭氧好氧一體化發(fā)酵裝置，包括發(fā)酵罐2、氣體儲(chǔ)存袋3、空氣壓縮機(jī)7、電熱機(jī)8、管道 14。發(fā)酵罐包括罐體2、保溫層10與頂蓋1，罐體2為一個(gè)雙層圓柱形碗狀體，兩層之間有 保溫層10，罐體2上端的進(jìn)出料口與頂蓋1之間以法蘭盤密封固接，頂蓋1上設(shè)有氣體出口 4。罐體2內(nèi)水平設(shè)置有篩板，篩孔的直徑為0. 25 1. OOcm,篩板6與頂蓋1間為反應(yīng)艙， 篩板6與罐底為氣體緩沖室12，上、下層高度的比例為6 1 4 1，罐體2下端設(shè)有進(jìn) 氣口 15。罐體2外，氣體出口 4與氣體儲(chǔ)存袋3相連通，氣體儲(chǔ)存袋3以管道14順序連接 空氣壓縮機(jī)7、電熱機(jī)8，電熱機(jī)8再經(jīng)管道14與罐體2下端的進(jìn)氣口 15相連通；在氣體 儲(chǔ)存袋3上設(shè)有閥門9a，在氣體儲(chǔ)存袋3與空氣壓縮機(jī)7相連的管道14上有另一閥門％。 另一閥門％，為三通閥門，其一輸入端與氣體儲(chǔ)存袋3相通，另一輸入端與大氣相通，輸出 端與空氣壓縮機(jī)7相通。氣體儲(chǔ)存袋3的容積是干發(fā)酵裝置發(fā)酵倉的1倍。氣體儲(chǔ)存袋3中有沼氣，空氣 壓縮機(jī)7、電熱機(jī)8與電源連接。在罐體2側(cè)壁的1/2到2/3處共設(shè)有3個(gè)取樣口。罐體2內(nèi)壁上設(shè)有多個(gè)溫度探 頭13，多個(gè)溫度探頭13分布于反應(yīng)艙11、氣體緩沖室12。本實(shí)用新型一種柱式厭氧——好氧一體化發(fā)酵裝置其流程包括步驟A)把另一閥門9b設(shè)為沼氣儲(chǔ)罐(圖中沒有示出)與空氣壓縮機(jī)7導(dǎo)通，接通電源，啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)7、電熱機(jī)8，將沼氣儲(chǔ)罐中的沼氣沖入罐體2內(nèi)，同時(shí)，電熱機(jī)8對管道 14中通入的沼氣加熱，實(shí)現(xiàn)低溫啟動(dòng)。B)熱沼氣對罐體2內(nèi)的物料加溫，進(jìn)行“厭氧產(chǎn)氣”發(fā)酵過程，發(fā)酵中產(chǎn)生的氣體 輸入氣體儲(chǔ)存袋3;同時(shí)罐體夾層的保溫層10對發(fā)酵過程保溫，實(shí)現(xiàn)將厭氧發(fā)酵中的溫度 控制在20°C 30°C左右；調(diào)節(jié)氣體儲(chǔ)存袋3上的閥門9a開啟的大小、及管道14上的另一閥門9b開啟的大 小，同時(shí)或單獨(dú)調(diào)節(jié)電熱機(jī)8的加熱溫度，進(jìn)行溫度控制。C) “厭氧產(chǎn)氣”發(fā)酵過程之后，把另一閥門9b設(shè)為大氣與空氣壓縮機(jī)7導(dǎo)通，對罐 體2內(nèi)沼渣的固體物料進(jìn)行“好氧制肥”發(fā)酵。D)在罐體2內(nèi)好氧堆肥完成后，堆肥由罐體2上端的進(jìn)出料口 1取出使用。本實(shí)用新型為沼渣一體化處理的設(shè)計(jì)，在進(jìn)行“厭氧產(chǎn)氣”發(fā)酵過程之后，讓罐體 2內(nèi)的固體有機(jī)廢棄物進(jìn)行“好氧制肥”發(fā)酵過程，進(jìn)行沼渣一體化處理，在厭氧發(fā)酵后，沼 渣不需取出可直接用于好氧堆肥，提高沼渣的資源化利用，使得上述發(fā)酵系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定地 生產(chǎn)沼氣和/或有機(jī)肥料。
權(quán)利要求1.一種柱式厭氧——好氧一體化發(fā)酵裝置，包括發(fā)酵罐、氣體儲(chǔ)存袋、空氣壓縮機(jī)、電 熱機(jī)、管道；發(fā)酵罐包括雙層罐體、保溫層與頂蓋，罐體內(nèi)水平設(shè)置有一層篩板，上層為發(fā)酵 倉，下層為氣體緩沖室和滲濾液儲(chǔ)存池；罐體為一個(gè)雙層圓柱形碗狀體，兩層之間有保溫 層，罐體上端的進(jìn)出料口與頂蓋密封固接，頂蓋上設(shè)有氣體出口 ；其特征在于罐體下端設(shè) 有進(jìn)氣口 ；罐體外，氣體出口與氣體儲(chǔ)存袋相連通，氣體儲(chǔ)存袋以管道順序連接空氣壓縮 機(jī)、電熱機(jī)，電熱機(jī)再經(jīng)管道與罐體下端的進(jìn)氣口相連通；在氣體儲(chǔ)存袋上設(shè)有閥門，在氣 體儲(chǔ)存袋與空氣壓縮機(jī)相連的管路上有另一閥門；氣體儲(chǔ)存袋上的閥門經(jīng)管道連接有儲(chǔ)氣 罐；在罐體內(nèi)壁上安裝有多個(gè)溫度探頭，氣體儲(chǔ)存袋中有沼氣，空氣壓縮機(jī)、電熱機(jī)與電源 連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化發(fā)酵裝置，其特征在于所述發(fā)酵罐的直徑為0.5 2. 0m，高度為1. 5 3m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化發(fā)酵裝置，其特征在于所述篩板上層為發(fā)酵倉，篩板 下層為氣體緩沖室和滲濾液暫存池，上、下層高度的比例為6 1 4 1，篩孔的直徑為 0. 25 1. OOcm0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化發(fā)酵裝置，其特征在于所述另一閥門，為三通閥門， 其一輸入端與氣體儲(chǔ)存袋相通，另一輸入端與大氣/沼氣儲(chǔ)罐相通，輸出端與空氣壓縮機(jī) 相通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化發(fā)酵裝置，其特征在于所述罐體內(nèi)壁上的多個(gè)溫度 探頭，分布于氣體緩沖室、反應(yīng)艙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化發(fā)酵裝置，其特征在于所述氣體儲(chǔ)存袋，其最大容積 是干發(fā)酵裝置發(fā)酵倉的1倍。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種柱式厭氧—好氧一體化發(fā)酵裝置，涉及環(huán)保及能源技術(shù)，該裝置反應(yīng)罐包括罐體、保溫層與頂蓋，罐外順序連接氣體儲(chǔ)存袋、空氣壓縮機(jī)、電熱機(jī)；氣體儲(chǔ)存袋中有沼氣。該一體化發(fā)酵裝置，在厭氧發(fā)酵起始階段，空氣壓縮機(jī)經(jīng)管道將沼氣沖入罐體，形成厭氧環(huán)境；同時(shí)，電熱機(jī)對通入的沼氣進(jìn)行加熱，以加熱罐體內(nèi)物料，保溫層保溫，解決低溫條件下厭氧發(fā)酵難啟動(dòng)及過程溫度難控制問題；在厭氧發(fā)酵結(jié)束后，經(jīng)管道向罐體內(nèi)通入空氣，對沼渣進(jìn)行好氧堆肥發(fā)酵。本實(shí)用新型對沼渣一體化處理，結(jié)束后，沼渣制備的有機(jī)肥可以直接取出使用，使發(fā)酵系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)沼氣和/或有機(jī)肥料。
文檔編號(hào)C12M1/107GK201883042SQ2010206435
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者夏訓(xùn)峰, 席北斗, 常霄靜, 張列宇, 楊天學(xué), 趙越, 趙穎, 魏自民 申請人:中國環(huán)境科學(xué)研究院