【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废弃物处理与资源化利用，尤其是涉及一种连续式高含固率厌氧发酵装备及其使用方法。
技术介绍
1、目前，我国有机废弃物呈现产量大、种类多的特点。废弃物来源多样主要包括厨余垃圾、园林废弃物、城镇污水处理厂污泥、人类粪便，以及农业废弃物中的畜禽粪便、秸秆等。相关统计数据显示，我国每年畜禽粪便的产生量高达约38亿吨，农作物秸秆的年产生量约为10亿吨，亟待探寻一种高效协同处理方案。
2、生物质能的开发利用已成为各国研究和发展的热点。厌氧发酵技术作为生物质能开发利用的重要途径之一，以其高能效、低污染、可再生等优点，在农业废弃物、城市垃圾等生物质资源的处理与利用中发挥着重要作用。我国目前沼气厌氧发酵主要以cstr等湿法厌氧发酵为主，虽然技术较为成熟，但仍存在容积产气率低、高耗能、高水耗、废水产量大且难以处理的问题。国外较为先进的生物天然气项目多采用含固率大于20％的干法发酵技术，干式厌氧发酵具有如下优势：1）需水量低，产生的沼液较少，减少处理成本；2）容积产率高，单位体积内有机负荷率高；3）有机固体废弃物预处理较为简单。但传统干式厌氧发酵也存在一定的缺陷：1）以堆肥和淋滤等批序式为主，传热传质困难、发酵效率低；2）部分连续式干法发酵受制于自动控制水平，所采用的搅拌装置与固体原料接触磨损严重，且搅拌死角较大，而且大多采用减速机搅拌，减速机搅拌的搅拌速度快，且能耗高；3）厌氧发酵微生物与反应底物接触不均匀，发酵周期长；4）物料含水率较低，存在严重的异质性。
3、高含固率厌氧发酵技术不仅具有干式厌氧发酵的优势，还
4、因此，开发一种自动化控制水平高、能连续处理多元有机固体废弃物、结构简单、便于初始物料性质调节、搅拌均匀的厌氧发酵反应器，成为促进行业发展的迫切需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种连续式高含固率厌氧发酵装备及其使用方法，解决上述
技术介绍
中提到的目前高含固率厌氧发酵反应器结构复杂、智能化控制水平低、均质性差、难以连续处理多元有机固体废弃物等问题，实现可连续处理高含固率多元有机固体废弃物，有机固体废弃物在反应器内充分混合，所产生的发酵残余物可实现全量堆肥，并配备一体化智能控制系统。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种连续式高含固率厌氧发酵装备，包括：
3、多元物料协同进料系统，用于对高含固率多元有机固体废弃物进行处理；
4、卧式厌氧发酵仓，与所述多元物料协同进料系统通过输送管道相连，用于对处理后的高含固率多元有机固体废弃物进行发酵；
5、液压驱动的推流式低速强混合搅拌系统，设置在所述卧式厌氧发酵仓内，用于对高含固率多元有机固体废弃物进行搅拌；
6、温度和动力协同控制系统，驱动所述液压驱动的推流式低速强混合搅拌系统和所述多元物料协同进料系统。
7、优选的，所述液压驱动的推流式低速强混合搅拌系统包括设置在所述发酵箱体内的搅拌轴，所述搅拌轴上均匀分布有搅拌叶片，所述搅拌轴的一端与所述搅拌箱体通过第一轴承座相连，另一端穿过所述发酵箱体通过第二轴承座与外侧的液压驱动装置相连，所述液压驱动装置连接液压站。采用液压搅拌提供动力传输，避免了原有的减速机搅拌的方式，在低速条件下也可以实现有效搅拌，，避免了能量浪费，节约能耗。
8、优选的，所述搅拌轴上的每个搅拌叶片的轴向间距为50 cm，搅拌轴每处叶片点位仅存在一个单侧搅拌叶片，每个搅拌叶片与轴向上一个搅拌叶片按顺时针依次按90°角度顺位排列，且搅拌叶片平面与轴向呈67°分布在搅拌轴上。采用液压搅拌并结合搅拌叶片的角度、间距、形态设计，可以在慢速搅拌的条件下实现对物料的均匀无死角搅拌，节约能耗的同时还能提高搅拌效率，进而提升装置的发酵效率。
9、优选的，所述搅拌轴的转速为每秒1°，每小时转三圈，每圈转6分钟。
10、优选的，所述搅拌轴的直径为27.3 cm，搅拌叶片为顶部须呈1/4圆、两边平行的长条形，搅拌叶片的叶片宽度为20 cm，搅拌叶片的中线长度为卧式厌氧发酵仓内高的37.2%。
11、优选的，所述卧式厌氧发酵仓包括发酵箱体，所述发酵箱体的上方设置有观察口和沼气出气口，内部设置有电辅热组件和雷达液位探测装置。
12、优选的，所述多元物料协同进料系统包括进料仓，所述进料仓连接外部输水管道，所述进料仓内设置有自动化控制的螺旋搅拌轴，所述螺旋搅拌轴的顶端连接电机输出轴，所述进料仓的底部设置有输送螺杆泵，实现一人即可轻松完成全部进料工作。
13、优选的，所述温度和动力协同控制系统包括智能控制系统，智能控制系统集成液压驱动的推流式低速强混合搅拌系统、多元物料协同进料系统和电辅热组件一体化控制。
14、本专利技术还提供了上述一种连续式高含固率厌氧发酵装备的使用方法，包括以下步骤：
15、步骤一、初次发酵时，向进料仓内投入厌氧污泥，打开输送螺杆泵将接种物输送至发酵箱体，至发酵箱体内的接种物体积达到发酵箱体体积的1/3；
16、步骤二、通过电辅热组件，将发酵箱体的温度加热至35±1℃或55±1℃；
17、步骤三、每日向进料仓内投入1-2m3的高含固率多元有机固体废弃物，打开输水管道将含固率调节至15%-20%，使用螺旋搅拌轴将其搅拌均匀，再打开输送螺杆泵将其输送至发酵箱体，使用液压驱动的推流式低速强混合搅拌系统的搅拌轴进行搅拌；
18、步骤四、当发酵箱体的内部物料达到箱体体积的2/3时，打开出料电机，根据进料量定期从出料口输出相同体积的厌氧发酵残余物。
19、因此，本专利技术采用上述一种连续式高含固率厌氧发酵装备及其使用方法，具体有益效果如下：
20、（1）本专利技术搅拌系统采用液压驱动单轴推流式搅拌，同时结合搅拌轴上的搅拌叶片的角度、间距、形态设计，通过仿真模拟测定运行效果，并测定不同区域含固率衡量实际运行效果，经过验证，其兼顾结构简单、搅拌死角少、能耗低的优点，在低速搅拌的条件下实现了对物料的均匀无死角搅拌，节约能耗的同时还能提高搅拌效率，进而提升装置的发酵效率和整体能效；
21、（2）本专利技术的装置可以实现连续处理高含固本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种连续式高含固率厌氧发酵装备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种连续式高含固率厌氧发酵装备，其特征在于：所述液压驱动的推流式低速强混合搅拌系统包括设置在所述发酵箱体内的搅拌轴，所述搅拌轴上均匀分布有搅拌叶片，所述搅拌轴的一端与所述搅拌箱体通过第一轴承座相连，另一端穿过所述发酵箱体通过第二轴承座与外侧的液压驱动装置相连，所述液压驱动装置连接液压站。
3.根据权利要求2所述的一种连续式高含固率厌氧发酵装备，其特征在于：所述搅拌轴上的每个搅拌叶片的轴向间距为50 cm，搅拌轴每处叶片点位仅存在一个单侧搅拌叶片，每个搅拌叶片与轴向上一个搅拌叶片按顺时针依次按90°角度顺位排列，且搅拌叶片平面与轴向呈67°分布在搅拌轴上。
4.根据权利要求3所述的一种连续式高含固率厌氧发酵装备，其特征在于：所述搅拌轴的转速为每秒1°，每小时转三圈，每圈转6分钟。
5.根据权利要求4所述的一种连续式高含固率厌氧发酵装备，其特征在于：所述搅拌轴的直径为27.3 cm，搅拌叶片为顶部须呈1/4圆、两边平行的长条形，搅拌叶片的叶片宽度为20 cm
6.根据权利要求5所述的一种连续式高含固率厌氧发酵装备，其特征在于：所述卧式厌氧发酵仓包括发酵箱体，所述发酵箱体的上方设置有观察口和沼气出气口，内部设置有电辅热组件和雷达液位探测装置。
7.根据权利要求6所述的一种连续式高含固率厌氧发酵装备，其特征在于：所述多元物料协同进料系统包括进料仓，所述进料仓连接外部输水管道，所述进料仓内设置有螺旋搅拌轴，所述螺旋搅拌轴的顶端连接电机输出轴，所述进料仓的底部设置有输送螺杆泵。
8.根据权利要求7所述的一种连续式高含固率厌氧发酵装备，其特征在于：所述温度和动力协同控制系统包括智能控制系统，智能控制系统集成液压驱动的推流式低速强混合搅拌系统、多元物料协同进料系统和电辅热组件一体化控制。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的连续式高含固率厌氧发酵装备的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种连续式高含固率厌氧发酵装备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种连续式高含固率厌氧发酵装备，其特征在于：所述液压驱动的推流式低速强混合搅拌系统包括设置在所述发酵箱体内的搅拌轴，所述搅拌轴上均匀分布有搅拌叶片，所述搅拌轴的一端与所述搅拌箱体通过第一轴承座相连，另一端穿过所述发酵箱体通过第二轴承座与外侧的液压驱动装置相连，所述液压驱动装置连接液压站。
3.根据权利要求2所述的一种连续式高含固率厌氧发酵装备，其特征在于：所述搅拌轴上的每个搅拌叶片的轴向间距为50 cm，搅拌轴每处叶片点位仅存在一个单侧搅拌叶片，每个搅拌叶片与轴向上一个搅拌叶片按顺时针依次按90°角度顺位排列，且搅拌叶片平面与轴向呈67°分布在搅拌轴上。
4.根据权利要求3所述的一种连续式高含固率厌氧发酵装备，其特征在于：所述搅拌轴的转速为每秒1°，每小时转三圈，每圈转6分钟。
5.根据权利要求4所述的一种连续式高含固率厌氧发酵装备，其特征在于：所述搅拌轴的直径为27.3 c...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗文海，亓传仁，封宇，张陇利，段崇东，李国学，彭生平，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：
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