一种两相分区的高含固有机物厌氧发酵集成装置，包括1个反应料仓、1套曝气装置、1套搅拌装置、加热器、2套加药装置和1套螺旋输送装置；通过内部增设隔板、螺旋推送等装置，在内部结构上动态划分了水解酸化相与产甲烷相，采用搅拌、加热、分区间断通气等手段，可以分别为每组微生物提供最佳的环境条件。
【技术实现步骤摘要】
一种两相分区的高含固有机物厌氧发酵集成装置
本技术涉及一种两相分区的高含固有机物厌氧发酵集成装置，属于固废处理领域。
技术介绍
目前，餐厨、厨余垃圾等生物质的厌氧发酵技术应用、研究较为广泛，工程应用实例较多。现有研究表明，当进料负荷较高时，厌氧发酵的启动效果比较差，这是因为在水解酸化阶段，反应物料浓度较高，挥发性有机酸、氨氮等中间代谢产物大量积累，从而对产甲烷菌的活性产生抑制作用，最终影响厌氧发酵的启动效果。传统的单相厌氧在一个反应器内进行，而两相厌氧则将整个厌氧过程所涉及的水解产酸阶段和产甲烷阶段分开。从水解产酸阶段与产甲烷阶段所需的微生物在生理特性、营养需求、生长动态、对环境(PH、溶解氧等)(这一部分在实施例中稍微提一下就可以)的要求和敏感性等方面又较大差异，而两相系统则为每组微生物提供了最佳的环境条件。
技术实现思路
本技术的目的是根据厌氧发酵各阶段参与微生物自身特点与生长习性的不同，通过内部增设隔板、螺旋推送等装置，在内部结构上动态划分了水解酸化相与产甲烷相，采用搅拌、加热、分区间断通气等手段，提出了一种两相分区的高含固有机物厌氧发酵集成装置与方法。为实现上述目的，本申请提供了一种两相分区的高含固有机物厌氧发酵集成装置，其特征在于，包括1个反应料仓、1套曝气装置、1套搅拌装置、加热器、2套加药装置和1套螺旋输送装置；进一步地，所述反应料仓(1)为长直空腔结构，上部为长方体空腔下部为长梯形柱空腔，垂直长度方向截面上部为方形结构下部为上宽下窄的梯形结构，采用碳钢材质；所述反应料仓(1)内部中间设有垂直长度方向的隔板(2)，将料仓从内部分隔为两个区域—第一区域和第二区域，对应作为水解酸化区和产甲烷区；所述反应料仓(1)的侧壁由内至外依次为料仓壁、加热器(5)和保温材料，进一步加热器(5)采用加热盘管缠绕在反应料仓(1)的外侧料仓壁上，利用保温材料将加热盘管与料仓壁包裹在一起；所述反应料仓(1)的内壁因与物料接触而做防腐设计；所述反应料仓(1)上端面设置物料进料口(3)；所述曝气装置包括气液混合器(6)、风机(7)、导管(8)、沼液泵(9)、沼液输送管(10)，均安装在反应料仓(1)外；所述沼液泵(9)通过沼液输送管(10)与气液混合器(6)侧部液体进口连接，气液混合器(6)出口通过导管(8)与反应料仓(1)的第一区域连接用于向反应料仓中泵送沼液，所述气液混合器(6)下部的气体进口与风机(7)连接；最终实现通过沼液泵(9)吸入的沼液与来自风机(7)的空气在气液混合器(6)内混合后，经管道(8)注入反应料仓第一区域中；所述搅拌装置安装于反应料仓(1)上部长方体内，采用卧式单轴机械搅拌型式，搅拌装置包括搅拌轴(11)、桨叶(12)和驱动电机(13)，驱动电机(13)安装于反应料仓(1)外与搅拌轴(11)固定连接，搅拌轴(11)长度方向贯穿反应料仓(1)的第一区域、隔板(2)和第二区域，位于第一区域和第二区域部分的搅拌轴(11)分别设有桨叶(12)，搅拌轴上安装的桨叶(12)沿轴线方向螺旋排列，通过机械运动，反应器内的物料可以按照一定方向和流速运动；所述加药装置包括第一药剂罐(14)、第二药剂罐(15)、第一加药计量泵(16)、第二加药计量泵(17)、第一加药搅拌器(18)、第二加药搅拌器(19)、第一加药管路(20)、第二加药管路(21)，第一药剂罐(14)内储存有以水解酸化菌和噬油菌为主的微生物菌剂，第一药剂罐(14)内设有第一加药搅拌器(18)进行混合搅拌；第一加药罐(14)经由第一加药计量泵(16)通过第一加药管道(20)与反应料仓(1)第一区域相连接；第二药剂罐(15)内储存有以产甲烷菌为主的微生物菌剂，第二药剂罐(15)内设有第二加药搅拌器(19)进行混合搅拌；第二药剂罐(15)经由第二加药计量泵(17)通过第二加药管路(21)与反应料仓(1)第二区域相连接。所述螺旋输送装置安装于反应料仓1底部，采用水平无轴螺旋输送机，反应料仓(1)底部长梯形柱空腔安装有无轴螺旋(23)，无轴螺旋(23)的长度方向与反应料仓(1)的长度方向一致，且无轴螺旋(23)的一端伸出反应料仓(1)第二区域部分并与螺旋输送电机(22)固定连接，伸出反应料仓(1)部分的无轴螺旋(23)外周设有出料管路，出料管路下侧设有出料口(4)。桨叶采用单叶桨。风机(7)采用高压离心风机(7)。附图说明图1两相分区高含固厌氧发酵集成装置外观图图2两相分区高含固厌氧发酵集成装置侧面剖视图图3两相分区高含固厌氧发酵集成装置立面剖视图图4两相分区高含固厌氧发酵集成装置俯视剖面图附图标号说明1-反应料仓2-隔板3-进料口4-出料口5-加热管6-气液混合器7-风机8-导管9-沼液泵10-沼液输送管11-搅拌轴12-桨叶13-驱动电机14-第一药剂桶15-第二药剂桶16-第一计量泵17-第二计量泵18-第一加药搅拌器19-第二加药搅拌器20-第一加药管路21-第二加药管路22-螺旋输送电机23-无轴螺旋具体实施方式下面结合实施例对本技术做进一步说明，但本技术并不限于以下实施例。实施例1根据实施例，如图1所示的集成装置，设计日处理能力为2000kg，主要包括1个反应料仓、1套曝气装置、1套搅拌装置、加热器、2套加药装置和1套螺旋输送装置。如图1所示，本技术采用上进料方式，经过预处理的物料自反应料仓1的进料口3倾倒落入微氧水解酸化区；本技术采用批式进料方式，每日可设1～2次集中进料。进料完毕后，加药装置将分别自动启动，分别向料仓1内投加相应的微生物菌剂。同时，反应料仓1内的搅拌装置连续运行，一方面，可实现新料、投加的微生物菌剂、料仓中原有物料的均匀混合，另一方面，搅拌装置也有一定的推送作用，可将物料从水解酸化区域推送到产甲烷区域。本技术增设了曝气装置，通过其间歇工作，向水解酸化相中提供携带少量空气的沼液，一方面，通过鼓入空气维持一个微氧环境，促进水解酸化的高效进行；另一方面，通过沼液回流，实现沼液减量化、循环化利用。通过加热器5的定时启停来维持反应料仓1内温度在38℃。最终，经一定时间处理后，反应残留物由螺旋输送装置由出料口4排出。(1)进料。物料经破碎、均匀混合等预处理后，可通过铲车、传送带、螺旋输送机或自动上料装置等输送至集成装置中。适用于本技术的物料包括餐厨垃圾、厨余垃圾等，混合物料的整体含固率为8％～25％，优选12％。(2)搅拌。用于均匀混合物料，保证有效的传质传热环境。搅拌可采用连续运行或间歇运行的方式，转速为3～15rpm，优选连续运行，转速为15rpm。(3)加热。在秋冬季节或气候恶劣地区，保障反应系统内部温度维持在38～38℃，优选28℃。(4)曝气。启动曝气系统，向反应料仓的水解酸化区域内注入携带有少量空气的沼液，利用曝气系统的间歇性工作，为水解酸化区制造微氧环境，维持水解本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种两相分区的高含固有机物厌氧发酵集成装置，其特征在于，包括1个反应料仓、1套曝气装置、1套搅拌装置、加热器、2套加药装置和1套螺旋输送装置；/n所述反应料仓(1)为长直空腔结构，上部为长方体空腔下部为长梯形柱空腔，垂直长度方向截面上部为方形结构下部为上宽下窄的梯形结构，采用碳钢材质；所述反应料仓(1)内部中间设有垂直长度方向的隔板(2)，将料仓从内部分隔为两个区域：第一区域和第二区域，对应作为水解酸化区和产甲烷区；所述反应料仓(1)的侧壁由内至外依次为料仓壁、加热器(5)和保温材料，加热器(5)采用加热盘管缠绕在反应料仓(1)的外侧料仓壁上，利用保温材料将加热盘管与料仓壁包裹在一起；所述反应料仓(1)的内壁因与物料接触而做防腐设计；所述反应料仓(1)上端面设置物料进料口(3)；/n所述曝气装置包括气液混合器(6)、风机(7)、导管(8)、沼液泵(9)、沼液输送管(10)，均安装在反应料仓(1)外；所述沼液泵(9)通过沼液输送管(10)与气液混合器(6)侧部液体进口连接，气液混合器(6)出口通过导管(8)与反应料仓(1)的第一区域连接用于向反应料仓中泵送沼液，所述气液混合器(6)下部的气体进口与风机(7)连接；最终实现通过沼液泵(9)吸入的沼液与来自风机(7)的空气在气液混合器(6)内混合后，经导管(8)注入反应料仓第一区域中；/n所述搅拌装置安装于反应料仓(1)上部长方体内，采用卧式单轴机械搅拌型式，搅拌装置包括搅拌轴(11)、桨叶(12)和驱动电机(13)，驱动电机(13)安装于反应料仓(1)外与搅拌轴(11)固定连接，搅拌轴(11)长度方向贯穿反应料仓(1)的第一区域、隔板(2)和第二区域，位于第一区域和第二区域部分的搅拌轴(11)分别设有桨叶(12)，搅拌轴上安装的桨叶(12)沿轴线方向螺旋排列，通过机械运动，反应器内的物料可以按照一定方向和流速运动；/n所述加药装置包括第一药剂罐(14)、第二药剂罐(15)、第一加药计量泵(16)、第二加药计量泵(17)、第一加药搅拌器(18)、第二加药搅拌器(19)、第一加药管路(20)、第二加药管路(21)，第一药剂罐(14)内储存有以水解酸化菌和噬油菌为主的微生物菌剂，第一药剂罐(14)内设有第一加药搅拌器(18)进行混合搅拌；第一药剂罐(14)经由第一加药计量泵(16)通过第一加药管路(20)与反应料仓(1)第一区域相连接；第二药剂罐(15)内储存有以产甲烷菌为主的微生物菌剂，第二药剂罐(15)内设有第二加药搅拌器(19)进行混合搅拌；第二药剂罐(15)经由第二加药计量泵(17)通过第二加药管路(21)与反应料仓(1)第二区域相连接；/n所述螺旋输送装置安装于反应料仓1底部，采用水平无轴螺旋输送机，反应料仓(1)底部长梯形柱空腔安装有无轴螺旋(23)，无轴螺旋(23)的长度方向与反应料仓(1)的长度方向一致，且无轴螺旋(23)的一端伸出反应料仓(1)第二区域部分并与螺旋输送电机(22)固定连接，伸出反应料仓(1)部分的无轴螺旋(23)外周设有出料管路，出料管路下侧设有出料口(4)。/n...
【技术特征摘要】
1.一种两相分区的高含固有机物厌氧发酵集成装置，其特征在于，包括1个反应料仓、1套曝气装置、1套搅拌装置、加热器、2套加药装置和1套螺旋输送装置；
所述反应料仓(1)为长直空腔结构，上部为长方体空腔下部为长梯形柱空腔，垂直长度方向截面上部为方形结构下部为上宽下窄的梯形结构，采用碳钢材质；所述反应料仓(1)内部中间设有垂直长度方向的隔板(2)，将料仓从内部分隔为两个区域：第一区域和第二区域，对应作为水解酸化区和产甲烷区；所述反应料仓(1)的侧壁由内至外依次为料仓壁、加热器(5)和保温材料，加热器(5)采用加热盘管缠绕在反应料仓(1)的外侧料仓壁上，利用保温材料将加热盘管与料仓壁包裹在一起；所述反应料仓(1)的内壁因与物料接触而做防腐设计；所述反应料仓(1)上端面设置物料进料口(3)；
所述曝气装置包括气液混合器(6)、风机(7)、导管(8)、沼液泵(9)、沼液输送管(10)，均安装在反应料仓(1)外；所述沼液泵(9)通过沼液输送管(10)与气液混合器(6)侧部液体进口连接，气液混合器(6)出口通过导管(8)与反应料仓(1)的第一区域连接用于向反应料仓中泵送沼液，所述气液混合器(6)下部的气体进口与风机(7)连接；最终实现通过沼液泵(9)吸入的沼液与来自风机(7)的空气在气液混合器(6)内混合后，经导管(8)注入反应料仓第一区域中；
所述搅拌装置安装于反应料仓(1)上部长方体内，采用卧式单轴机械搅拌型式，搅拌装置包括搅拌轴(11)、桨叶(12)和驱动电机(13)，驱动电机(13)安装于反应料仓(1)外与搅拌轴(11)固定连接，搅拌轴(11)长度方向贯穿反应料仓(1)的第一区域、隔板(2)和...
【专利技术属性】
技术研发人员：王静静，高彦宁，付显利，刘正扬，张桢，李因亮，遆丽军，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团环境工程有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13
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