一种餐厨垃圾干式厌氧发酵搅拌系统技术方案

本发明专利技术提供一种餐厨垃圾干式厌氧发酵搅拌系统，罐盖和罐体形成搅拌腔，罐体外壁包裹有加热套；进料管贯穿罐盖并伸入搅拌腔中，且其出口端延伸至搅拌腔的设计液位下方；出料管位于罐体正下方且贯穿罐体；沼气排出口设于罐盖顶部并与搅拌腔连通；搅拌组件沿搅拌腔的竖向中心轴设置，包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌桨，搅拌电机设于罐盖上，搅拌轴贯穿罐盖，一端与搅拌电机的输出端连接，另一端伸入搅拌腔底部，上部、中部和下部搅拌桨从上到下依次安装于搅拌轴上。本发明专利技术采用三种不同的搅拌桨联合，使物料的运动形式多元化，有效提高物料的混合和传热效果，提高发酵效率，有效解决发酵过程中浮渣板结、物料粘稠搅拌不均匀、存在搅拌死角的问题。拌死角的问题。拌死角的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种餐厨垃圾干式厌氧发酵搅拌系统


[0001]本专利技术属于发酵搅拌设备
，特别是涉及一种餐厨垃圾干式厌氧发酵搅拌系统。

技术介绍

[0002]餐厨垃圾资源化、稳定化、无害化处理已经迫在眉睫。通过厌氧发酵将餐厨垃圾转化为生物质能是一种较有前景的温室气体减排技术，并且是一种可持续的固体废弃物处理手段；根据厌氧发酵过程中总固体含量的不同，将发酵工艺分为湿式厌氧发酵(TS<15％)和干式厌氧发酵(TS>15％)，干式厌氧发酵相比于湿式厌氧发酵有多方面的优势，包括可承受更高的容积负荷，发酵产沼气的效率更高，以及更易处理发酵剩余物。
[0003]目前，影响餐厨垃圾干式厌氧发酵工艺的关键因素是需要解决高含固率与传质间的矛盾，其中，含固率是指某一混合物中固体成分含量的百分比；传质是指质量传递，物质系统由于浓度不均匀而发生的质量迁移过程，质量传递可以发生在不同的两相和多相间、也可以发生在同一相内。目前所使用的干式厌氧发酵罐和搅拌结构还存在许多不足之处，依靠发酵罐底端单一的搅拌桨叶，导致搅拌效果差，存在搅拌死角，物料搅拌不均匀，以至于可能会导致三种问题：第一，在厌氧发酵体系中，比重小于厌氧发酵体系的物质会自然上浮，有些纤维含量高的物质吸附厌氧发酵体系中产生的沼气气泡也会上浮，从而形成浮渣；这些散碎的浮渣相互粘连，在厌氧发酵体系的上层形成较厚浮渣，最终出现结壳现象，导致发酵所用的反应器的有效容积降低、阻碍沼气从反应体系进入气室、堵塞出料管口等问题；第二，由于干式厌氧发酵高含固率的特点，导致物质流动性差及发酵过程中传质传热性能差，使温度调节不均衡，尤其是罐内物料靠罐壁和中央的温差大，影响罐内微生物的繁殖，造成局部酸化的现象；第三，罐内物质搅拌不匀会发生活性污泥和物料分离、分层的现象，导致物料与接种物接触不均匀，影响发酵效率。
[0004]因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种餐厨垃圾干式厌氧发酵搅拌系统，用于解决现有技术中干式厌氧发酵罐中单一的搅拌桨叶导致搅拌效率低的问题，以及物料搅拌不均匀导致浮渣板结、厌氧菌的生长造成局部酸化、影响发酵效率的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种餐厨垃圾干式厌氧发酵搅拌系统，所述搅拌系统包括：
[0007]罐体，所述罐体上安装有罐盖，所述罐盖和所述罐体的内部空间形成搅拌腔，所述搅拌腔用于餐厨垃圾物料的干式厌氧发酵，且所述罐体的外壁包裹有加热套，所述加热套用于对所述搅拌腔中的物料进行加热；
[0008]进料单元，所述进料单元包括进料管，所述进料管贯穿所述罐盖并伸入所述搅拌
腔中，所述进料管的出口端延伸至所述搅拌腔的设计液位的下方，餐厨垃圾物料自所述进料管的入口端进料至所述搅拌腔中；
[0009]出料单元，所述出料单元包括出料管，所述出料管位于所述罐体的正下方且贯穿所述罐体的内外壁，所述出料管的出口端还设置有出料阀；
[0010]沼气排出口，所述沼气排出口设置于所述罐盖顶部并与所述搅拌腔连通设置，餐厨垃圾的干式厌氧发酵产生的沼气从所述沼气排出口排出；
[0011]搅拌组件，所述搅拌组件沿所述搅拌腔的竖向中心轴设置，所述搅拌组件包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌桨，所述搅拌电机设置于所述罐盖上，所述搅拌轴贯穿所述罐盖，所述搅拌轴的一端与所述搅拌电机的输出端连接，另一端伸入所述搅拌腔的底部，所述搅拌桨设置有三组，三组所述搅拌桨分别为上部搅拌桨、中部搅拌桨和下部搅拌桨，所述上部搅拌桨、中部搅拌桨和下部搅拌桨从上到下依次安装固定于所述搅拌轴上。
[0012]优选地，所述上部搅拌桨包括上套筒件、上搅拌杆和拓展杆，所述上搅拌杆设置有两个，两个所述上搅拌杆横向对称设置于所述上套筒件的外壁，每个所述上搅拌杆的下方连接有多个拓展杆，且所述拓展杆的底端位于所述搅拌腔的设计液位以下。
[0013]优选地，所述上套筒件上开设有第一螺孔，第一定位螺丝穿过所述第一螺孔将所述上部搅拌桨固定于所述搅拌轴上。
[0014]优选地，所述中部搅拌桨包括螺旋叶片，所述螺旋叶片呈螺旋式固定于所述搅拌轴的中部，所述搅拌轴带动所述中部搅拌桨转动形成螺旋面，物料沿所述中部搅拌桨的螺旋面上升或下降形成轴向的上下循环。
[0015]优选地，所述下部搅拌桨至少设置有一个，所述下部搅拌桨包括下套筒件和下桨叶，所述下桨叶设置有三个，三个所述下桨叶呈扇叶式均匀分布于所述下套筒件的周向。
[0016]优选地，所述下部搅拌桨通过所述下套筒件套设于所述搅拌轴上，所述下套筒件上开设有第二螺孔，第二定位螺栓穿过所述第二螺孔将所述下部搅拌桨固定于所述搅拌轴上。
[0017]优选地，所述下部搅拌桨转动形成的旋转面的角度方向与所述中部搅拌桨转动形成的螺旋面的角度方向一致。
[0018]优选地，所述上部搅拌桨、所述中部搅拌桨和所述下部搅拌桨均为不锈钢材质。
[0019]优选地，所述搅拌腔中还安装有溢流管，所述溢流管呈倒S型，所述溢流管的入口端自所述罐体的底部伸入所述搅拌腔中，所述溢流管的出口端位于所述罐体外部，且所述溢流管的入口端所在的水平面高度与所述搅拌腔的设计液位齐平，所述溢流管的出口端所在的水平面高度低于所述溢流管的入口端所在的水平面高度，当所述搅拌腔中的物料液位超过所述搅拌腔的设计液位，多余的物料自所述溢流管的入口端进入所述溢流管，并从所述溢流管的出口端排出。
[0020]优选地，所述搅拌系统还包括传感组件，所述传感组件包括pH传感器和溶氧传感器，所述pH传感器用于监测所述搅拌腔中物料的pH值，所述溶氧传感器用于监测所述搅拌腔中物料的氧含量。
[0021]如上所述，本专利技术的餐厨垃圾干式厌氧发酵搅拌系统，具有以下有益效果：
[0022]本专利技术中的搅拌系统包括由上自下的上部搅拌桨、中部搅拌桨和下部搅拌桨，上部搅拌桨在物料的液面处进行搅拌，拓展杆针对发酵过程中在液体表面产生的气泡、菌膜、
浮渣进行破坏，减少了液体表面被覆盖的情况；中部搅拌桨的螺旋叶片呈螺旋式固定于搅拌轴的中部，中部搅拌桨工作时物料沿螺旋面上升或下降形成轴向的上下循环，对粘度较大的物料有很好的混合效果和传热效果；下部搅拌桨在搅拌过程中形成的旋转面使搅拌范围内的物料形成轴向流，实现上下翻转的效果，并且，在罐体的底部设置下部搅拌桨可以避免比重较大的物质或活性污泥沉积在搅拌腔的底部，影响发酵效果或出现堵住出料管的情况；本专利技术中的搅拌系统采用三种不同的搅拌桨的联合使用，使搅拌时物料的运动形式多元化，有效提高物料的混合效果和传热效果，对发酵罐内的混合物进行充分、均匀的搅拌，为微生物创造更好的发酵环境，进而提高发酵效率，能够有效解决餐厨垃圾干式厌氧发酵过程中浮渣板结、物料粘稠搅拌不均匀、存在搅拌死角的问题，提高微生物对餐厨垃圾的分解和产甲烷效率，具有较高的应用价值。
[0023]本专利技术中的搅拌系统操作简单，实用又便捷，上部搅拌桨和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种餐厨垃圾干式厌氧发酵搅拌系统，其特征在于，所述搅拌系统包括：罐体，所述罐体上安装有罐盖，所述罐盖和所述罐体的内部空间形成搅拌腔，所述搅拌腔用于餐厨垃圾物料的干式厌氧发酵，且所述罐体的外壁包裹有加热套，所述加热套用于对所述搅拌腔中的物料进行加热；进料单元，所述进料单元包括进料管，所述进料管贯穿所述罐盖并伸入所述搅拌腔中，所述进料管的出口端延伸至所述搅拌腔的设计液位的下方，餐厨垃圾物料自所述进料管的入口端进料至所述搅拌腔中；出料单元，所述出料单元包括出料管，所述出料管位于所述罐体的正下方且贯穿所述罐体的内外壁，所述出料管的出口端还设置有出料阀；沼气排出口，所述沼气排出口设置于所述罐盖顶部并与所述搅拌腔连通设置，餐厨垃圾的干式厌氧发酵产生的沼气从所述沼气排出口排出；搅拌组件，所述搅拌组件沿所述搅拌腔的竖向中心轴设置，所述搅拌组件包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌桨，所述搅拌电机设置于所述罐盖上，所述搅拌轴贯穿所述罐盖，所述搅拌轴的一端与所述搅拌电机的输出端连接，另一端伸入所述搅拌腔的底部，所述搅拌桨设置有三组，三组所述搅拌桨分别为上部搅拌桨、中部搅拌桨和下部搅拌桨，所述上部搅拌桨、中部搅拌桨和下部搅拌桨从上到下依次安装固定于所述搅拌轴上。2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾干式厌氧发酵搅拌系统，其特征在于：所述上部搅拌桨包括上套筒件、上搅拌杆和拓展杆，所述上搅拌杆设置有两个，两个所述上搅拌杆横向对称设置于所述上套筒件的外壁，每个所述上搅拌杆的下方连接有多个拓展杆，且所述拓展杆的底端位于所述搅拌腔的设计液位以下。3.根据权利要求2所述的餐厨垃圾干式厌氧发酵搅拌系统，其特征在于：所述上套筒件上开设有第一螺孔，第一定位螺丝穿过所述第一螺孔将所述上部搅拌桨固定于所述搅拌轴上。4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾干式厌氧发酵搅拌系统，其特征在于：所述中部搅拌桨包括螺旋叶...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘莉，张斯颖，王娜，肖梦瑶，史吉平，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：新型
国别省市：