一种基于半干法厌氧发酵的沼液沼渣处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于半干法厌氧发酵的沼液沼渣处理装置及方法，装置包括厌氧发酵装置、沼气处理装置、固液分离装置、沼渣处理装置、沼液处理装置，厌氧发酵装置包括罐体、搅拌装置、溢流槽、集气管和放空阀，沼气处理装置包括进气口、冷凝装置、集液槽、脱硫槽和出气口，固液分离装置包括斜板进料槽、回流槽、回流泵和双螺旋挤压槽，沼渣处理装置包括造粒机和烘干机，沼液处理装置包括沼液排放池纳滤膜和冲洗泵，冲洗泵与集粪沟或集粪池上的冲洗装置连接。总之，发明专利技术具有结构新颖、方法完善、沼液沼渣处理效果好、系统负荷低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于半干法厌氧发酵的沼液沼渣处理装置及方法
本专利技术属于粪污处理
，具体是涉及一种基于半干法厌氧发酵的沼液沼渣处理装置及方法。
技术介绍
沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵，是指有机物质，如人畜家禽粪便、秸秆、杂草等，在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等可燃性混合气体的过程。沼气发酵系统基于沼气发酵原理，以能源生产为目标，最终实现沼气、沼液、沼渣的综合利用。沼气发酵是一个复杂的生物化学过程，具有以下特点：(1)参与发酵反应的微生物种类繁多，没有应用单一菌种生产沼气的先例，在生产和试验过程中需要用接种物来发酵。(2)用于发酵的原料复杂，来源广泛，各种单一的有机质或混合物均可作为发酵原料，最终产物都是沼气。此外，通过沼气发酵能够处理COD质量浓度超过50000mg/L的有机废水和固体含量较高的有机废弃物。(3)沼气微生物自身能耗低，在相同的条件下，厌氧消化所需能量仅占好氧分解的1/30～1/20。(4)沼气发酵装置种类多，从构造到材质均有不同，但各种装置只要设计合理均可生产沼气。(5)产甲烷菌要求在氧化还原电位-330mV以下的环境生活，沼气发酵要求在严格的厌氧环境中进行。半干法厌氧发酵是指发酵原料含固率大于20％进行的厌氧发酵工艺，半干法厌氧发酵工艺具有以下优势：1)高效性，半干法发酵罐的运行浓度高于湿法发酵罐，同样的发酵罐容积，能处理更多原料，同时产生更多沼气。2)经济性，相比于湿法厌氧发酵，半干法工艺所需的热量和加水量低，特别适合北方高寒地区，同时清罐周期长，大大降低了人力和物力的消耗，有很好的经济性。所以，本专利技术设计了一种基于半干法厌氧发酵的沼液沼渣处理装置及方法。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术提供了一种基于半干法厌氧发酵的沼液沼渣处理装置及方法。本专利技术的技术方案是：一种基于半干法厌氧发酵的沼液沼渣处理装置，主要包括厌氧发酵装置、沼气处理装置、固液分离装置、沼渣处理装置、沼液处理装置，所述厌氧发酵装置包括用于承载畜禽粪污的罐体，设置在所述罐体内部用于搅拌罐体内部物料的搅拌装置，环绕设置在罐体内部上端用于溢流物料上清液的溢流槽，设置在罐体顶端用于收集厌氧发酵产生沼气的集气管和设置在罐体底端用于排放发酵产物的放空阀，所述沼气处理装置包括与所述集气管连接用于收集沼气的进气口，设置在沼气处理装置上方靠近进气口侧的冷凝装置，设置在冷凝装置下方用于收集冷凝后滴落液体的集液槽，设置在沼气处理装置远端用于吸附沼气中硫化氢的脱硫槽和设置在所述脱硫槽出气端的出气口，所述出气口与沼气收集罐连接，所述固液分离装置包括上端与所述放空阀连接的斜板进料槽，设置在斜板进料槽中部由电机控制开关的回流槽，与所述回流槽连接用于将厌氧污泥回流补充至罐体的回流泵，连接在斜板进料槽底端用于发酵产物脱水的双螺旋挤压槽和设置在双螺旋挤压槽上用于分别排出沼渣、沼液的出渣口、出液口，所述沼渣处理装置包括依次连接在所述出渣口的用于将沼渣进行造粒的造粒机和用于对造粒后沼渣进行烘干成型的烘干机，所述沼液处理装置包括分别与所述溢流槽、集液槽、出液口连接的沼液排放池，所述沼液排放池上设有用于过滤沼液的纳滤膜，沼液排放池内还设有冲洗泵，所述冲洗泵分别与集粪沟或集粪池上的冲洗装置连接，用于利用沼液对集粪沟或集粪池内附着的粪污进行冲洗。进一步地，所述罐体外部包设有保温层，保温层可以避免厌氧发酵装置内厌氧发酵产生的热量流失，提高反应效率，使沼气产生速率增快，并且使畜禽粪污厌氧发酵更加彻底。进一步地，所述搅拌装置包括设置在罐体顶部的搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴伸入罐体内部，所述输出轴上设有用于搅拌罐体内物料的搅拌环和用于破除物料上清液上结块浮渣的破渣刺，搅拌环可以使罐体内物料和温度更加均匀，破渣刺可以将上清液上漂浮沼渣凝结的沼渣板块破碎，避免沼渣板块覆盖在上清液上造成物料产气速率降低。进一步地，所述溢流槽内设有用于过滤溢流上清液中浮渣的过滤网，避免浮渣进入沼液处理装置中堵塞纳滤膜。进一步地，所述冷凝装置包括设置在沼气处理装置上方的冷却压缩机和设置在沼气处理装置内部的螺旋冷凝管，所述螺旋冷凝管两端分别与所述冷却压缩机的输入端、输出端连接，冷却压缩机将冷却剂在螺旋冷凝管内循环，利用循环的冷却剂将沼气中的蒸汽冷凝，冷凝效果好且持续性长。进一步地，所述脱硫槽内根据进气方向依次设有氧化铁填充层、氧化钙填充层和活性炭填充层，所述活性炭填充层的活性炭为浸碱活性炭，填充层可以逐步将沼气中的硫化氢吸附，浸碱活性炭解决了活性炭吸附硫化氢吸附效率低的问题。进一步地，所述斜板进料槽上设置有用于震落斜板进料槽上挂附沼渣的震动电机，含水率低的沼渣在经过斜板进料槽的时候因为阻力可能会粘附在斜板进料槽上，并且通过速率较低，影响固液分离装置的工作效率，震动电机可以加速沼渣通过斜板进料槽，并且使沼渣不会粘附在斜板进料槽上。进一步地，所述双螺旋挤压槽包括与所述斜板进料槽底端连接的上脱水槽和连接在所述上脱水槽出料口的下脱水槽，所述上脱水槽内设有用于挤压沼渣进行脱水的上螺旋杆，所述上螺旋杆通过上脱水槽侧端的上电机驱动，上螺旋杆上延挤压方向设有间距逐渐缩小的叶轮一，且上螺旋杆远端设有用于挤压沼渣的挤压块一，上脱水槽底部设有用于过滤沼渣的上滤网，所述下脱水槽内设有用于挤压上脱水槽挤压后沼渣的下螺旋杆，所述下螺旋杆通过下脱水槽侧端的下电机驱动，下螺旋杆上沿挤压方向设有间距逐渐缩小的叶轮二，且下螺旋杆远端设有用于挤压沼渣的挤压块二，下脱水槽底部设有用于过滤沼渣的下滤网，所述下螺旋杆上的叶轮二密度大于上螺旋杆上的叶轮一密度，所述上脱水槽、下脱水槽的下部分别设有用于收集上滤网、下滤网过滤得到液体的上集液槽、下集液槽，所述上集液槽、下集液槽分别通过设置在后侧面的上出液口、下出液口与所述出液口连接，所述出渣口设置在所述下脱水槽的出料口，双螺旋挤压槽可以使沼渣中的水分充分被挤出。利用上述装置处理半干法厌氧发酵的沼液沼渣方法，主要包括以下步骤：S1：半干法厌氧发酵将TS>20％的畜禽粪污输送至厌氧发酵装置中进行厌氧发酵，物料停留时间15-20d，厌氧发酵过程中通过搅拌装置进行周期性搅拌，厌氧发酵产物的上清液通过溢流槽流至沼液处理装置中进一步处理，且搅拌装置在搅拌过程中，其输出轴上的破渣刺会将上清液表面结块的浮渣破碎，避免结块浮渣影响发酵产物放气，破碎后的浮渣被溢流槽内的过滤网拦截，厌氧发酵结束后，通过放空阀将罐体内物料排空，排出物料进入固液分离装置中进一步处理，厌氧发酵过程中产生的沼气经集气管进入沼气处理装置中进一步处理；S2：沼气收集处理混合着沼液蒸汽的沼气经进气口进入沼气处理装置内部，先经过冷凝装置的螺旋冷凝管，沼气中混合的蒸汽在螺旋冷凝管内冷却剂的作用下凝结成液体掉落至集液槽中，干燥沼气通过脱硫槽后通入沼气收集罐中收集备用，集液槽中收集的沼液传输至沼液处理装置中进一步处理；S3：沼渣处理...

【技术保护点】
1.一种基于半干法厌氧发酵的沼液沼渣处理装置，其特征在于，主要包括厌氧发酵装置(1)、沼气处理装置(2)、固液分离装置(3)、沼渣处理装置(4)、沼液处理装置(5)，/n所述厌氧发酵装置(1)包括用于承载畜禽粪污的罐体(11)，设置在所述罐体(11)内部用于搅拌罐体(11)内部物料的搅拌装置(12)，环绕设置在罐体(11)内部上端用于溢流物料上清液的溢流槽(13)，设置在罐体(11)顶端用于收集厌氧发酵产生沼气的集气管(14)和设置在罐体(11)底端用于排放发酵产物的放空阀(15)，/n所述沼气处理装置(2)包括与所述集气管(14)连接用于收集沼气的进气口(21)，设置在沼气处理装置(2)上方靠近进气口(21)侧的冷凝装置(22)，设置在冷凝装置(22)下方用于收集冷凝后滴落液体的集液槽(23)，设置在沼气处理装置(2)远端用于吸附沼气中硫化氢的脱硫槽(24)和设置在所述脱硫槽(24)出气端的出气口(25)，所述出气口(25)与沼气收集罐(6)连接，/n所述固液分离装置(3)包括上端与所述放空阀(15)连接的斜板进料槽(31)，设置在斜板进料槽(31)中部由电机控制开关的回流槽(32)，与所述回流槽(32)连接用于将厌氧污泥回流补充至罐体(11)的回流泵(33)，连接在斜板进料槽(31)底端用于发酵产物脱水的双螺旋挤压槽(34)和设置在双螺旋挤压槽(34)上用于分别排出沼渣、沼液的出渣口(343)、出液口(344)，/n所述沼渣处理装置(4)包括依次连接在所述出渣口(341)的用于将沼渣进行造粒的造粒机(41)和用于对造粒后沼渣进行烘干成型的烘干机(42)，/n所述沼液处理装置(5)包括分别与所述溢流槽(13)、集液槽(23)、出液口(344)连接的沼液排放池(51)，所述沼液排放池(51)上设有用于过滤沼液的纳滤膜(52)，沼液排放池(51)内还设有冲洗泵(53)，所述冲洗泵(53)分别与集粪沟或集粪池上的冲洗装置(7)连接，用于利用沼液对集粪沟或集粪池内附着的粪污进行冲洗。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于半干法厌氧发酵的沼液沼渣处理装置，其特征在于，主要包括厌氧发酵装置(1)、沼气处理装置(2)、固液分离装置(3)、沼渣处理装置(4)、沼液处理装置(5)，
所述厌氧发酵装置(1)包括用于承载畜禽粪污的罐体(11)，设置在所述罐体(11)内部用于搅拌罐体(11)内部物料的搅拌装置(12)，环绕设置在罐体(11)内部上端用于溢流物料上清液的溢流槽(13)，设置在罐体(11)顶端用于收集厌氧发酵产生沼气的集气管(14)和设置在罐体(11)底端用于排放发酵产物的放空阀(15)，
所述沼气处理装置(2)包括与所述集气管(14)连接用于收集沼气的进气口(21)，设置在沼气处理装置(2)上方靠近进气口(21)侧的冷凝装置(22)，设置在冷凝装置(22)下方用于收集冷凝后滴落液体的集液槽(23)，设置在沼气处理装置(2)远端用于吸附沼气中硫化氢的脱硫槽(24)和设置在所述脱硫槽(24)出气端的出气口(25)，所述出气口(25)与沼气收集罐(6)连接，
所述固液分离装置(3)包括上端与所述放空阀(15)连接的斜板进料槽(31)，设置在斜板进料槽(31)中部由电机控制开关的回流槽(32)，与所述回流槽(32)连接用于将厌氧污泥回流补充至罐体(11)的回流泵(33)，连接在斜板进料槽(31)底端用于发酵产物脱水的双螺旋挤压槽(34)和设置在双螺旋挤压槽(34)上用于分别排出沼渣、沼液的出渣口(343)、出液口(344)，
所述沼渣处理装置(4)包括依次连接在所述出渣口(341)的用于将沼渣进行造粒的造粒机(41)和用于对造粒后沼渣进行烘干成型的烘干机(42)，
所述沼液处理装置(5)包括分别与所述溢流槽(13)、集液槽(23)、出液口(344)连接的沼液排放池(51)，所述沼液排放池(51)上设有用于过滤沼液的纳滤膜(52)，沼液排放池(51)内还设有冲洗泵(53)，所述冲洗泵(53)分别与集粪沟或集粪池上的冲洗装置(7)连接，用于利用沼液对集粪沟或集粪池内附着的粪污进行冲洗。


2.根据权利要求1所述的一种基于半干法厌氧发酵的沼液沼渣处理装置，其特征在于，所述罐体(11)外部包设有保温层(111)。


3.根据权利要求1所述的一种基于半干法厌氧发酵的沼液沼渣处理装置，其特征在于，所述溢流槽(13)内设有用于过滤溢流上清液中浮渣的过滤网(131)。


4.根据权利要求1所述的一种基于半干法厌氧发酵的沼液沼渣处理装置，其特征在于，所述冷凝装置(22)包括设置在沼气处理装置(2)上方的冷却压缩机(221)和设置在沼气处理装置(2)内部的螺旋冷凝管(222)，所述螺旋冷凝管(222)两端分别与所述冷却压缩机(221)的输入端、输出端连接，冷却压缩机(221)将冷却剂在螺旋冷凝管(222)内循环。


5.根据权利要求1所述的一种基于半干法厌氧发酵的沼液沼渣处理装置，其特征在于，所述脱硫槽(24)内根据进气方向依次设有氧化铁填充层、氧化钙填充层和活性炭填充层，所述活性炭填充层的活性炭为浸碱活性炭。


6.根据权利要求1所述的一种基于半干法厌氧发酵的沼液沼渣处理装置，其特征在于，所述斜板进料槽(31)上设置有用于震落斜板进料槽(31)上挂附沼渣的震动电机(311)。


7.根据权利要求1所述的一种基于半干法厌氧发酵的沼液沼渣处理装置，其特征在于，所述双螺旋挤压槽(34)包括与所述斜板进料槽(31)底端连接的上脱水槽(341)和连接在所述上脱水槽(341)出料口的下脱水槽(342)，
所述上脱水槽(341)内设有用于挤压沼渣进行脱水的上螺旋杆(3411)，所述上螺旋杆(3411)通过上脱水槽(341...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冬青，牛晓君，黄续崟，郭华芳，唐志华，刘敏茹，张荔，李霞，
申请(专利权)人：广东石油化工学院，
类型：发明
国别省市：广东;44