專利名稱：固液兩相分離式厭氧消化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種固體厭氧發(fā)酵裝置，尤其是能實現(xiàn)固體產(chǎn)酸相和液體產(chǎn)甲烷相分離在不同反應(yīng)器的兩相發(fā)酵裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)副產(chǎn)品生產(chǎn)與加工的快速發(fā)展，固體廢棄物產(chǎn)生量日益增多，其有效處理和綜合利用對于我國的環(huán)境保護和新能源開發(fā)均具有重要的意義。這些固體廢棄物含有大量有機物，利用厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣是一種常見的技術(shù)。目前常用的單相沼氣發(fā)酵技術(shù)包括濕發(fā)酵和干發(fā)酵。濕發(fā)酵主要針對固體濃度小于10%的物料，在實際運行中取得了很好的效果。但對于固體廢棄物來說，必須加水稀釋以達到允許的固體濃度范圍， 加水不僅造成發(fā)酵裝置體積龐大，增加了投資和運行能耗，而且發(fā)酵后的沼液量大，除合理利用外很難進一步處理，容易造成二次污染。干發(fā)酵主要采用單相批次發(fā)酵的形式，需水量低或不需水，同時消化后的產(chǎn)品不需脫水即可作為肥料使用，簡化了處理操作和成本。但由于發(fā)酵原料的固體濃度高，發(fā)酵過程存在進出料困難、傳熱傳質(zhì)不均勻、酸中毒、沼氣產(chǎn)量和沼氣成分不穩(wěn)定等問題，嚴(yán)重影響了固體厭氧發(fā)酵的產(chǎn)氣效率。
發(fā)明內(nèi)容為克服固體厭氧發(fā)酵采用間歇式批次發(fā)酵方式造成的傳熱傳質(zhì)不均勻、產(chǎn)氣不穩(wěn)定及容易酸敗等問題，本實用新型提供一種新型固體厭氧消化裝置，該裝置通過將固體產(chǎn)酸和液體產(chǎn)甲烷兩相分開在不同反應(yīng)器進行的形式，能解決產(chǎn)氣不穩(wěn)定、易酸敗以及產(chǎn)氣效率低的問題。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是固液兩相分離式厭氧消化裝置主體由固相反應(yīng)器、酸化液收集罐、液相反應(yīng)器、液相回流液收集罐以及物料輸送系統(tǒng)組成。固相反應(yīng)器由3個相同的發(fā)酵罐組成，每個發(fā)酵罐為設(shè)有物料進口、回流液進口、噴淋器、沼氣收集口、滲濾板、酸化液出口、沼渣出口的立式發(fā)酵罐，物料進口、回流液進口、噴淋器和沼氣收集口設(shè)在發(fā)酵罐的頂部，物料進口通到反應(yīng)器的中下部保證進料時的厭氧環(huán)境，滲濾板設(shè)在發(fā)酵罐的中下部，沼渣出口設(shè)在滲濾板的上方，酸化液出口設(shè)于發(fā)酵罐的底部。液相反應(yīng)器由酸化液進口、回流液溢流口、攪拌器、沼氣收集口組成，均位于反應(yīng)器頂部，酸化液進口通到反應(yīng)器的底部以保證進液時的厭氧環(huán)境。酸化液收集罐由酸化液收集口、攪拌器、酸化液出口組成，均位于收集罐的頂部，酸化液收集口通過閥門和管道分別與3 個固體發(fā)酵罐的酸化液出口連接，利用高差自動收集酸化液，酸化液出口通過泵和管道與液相反應(yīng)器的酸化液進口連接?；亓饕菏占抻苫亓饕菏占?、回流液出口組成，收集口與液相反應(yīng)器的溢流口通過管道連接，回流液出口通過泵與固相發(fā)酵罐的回流液進口連接。為實現(xiàn)若干個固體發(fā)酵罐中流出酸化液的勻質(zhì)勻漿，確保液體反應(yīng)器進料的穩(wěn)定，在酸化液收集罐中安裝酸化液濃度調(diào)節(jié)裝置，可根據(jù)酸化液濃度的檢測結(jié)果反饋，添加水或酸調(diào)節(jié)濃度。[0006]為了實現(xiàn)固相發(fā)酵罐的機械出料，達到工業(yè)化生產(chǎn)的要求，在固體發(fā)酵罐滲濾板的上部安裝螺旋輸送機。為確保產(chǎn)酸相的順利進行，避免發(fā)生酸中毒，在回流液收集罐中設(shè)有噴淋控制器， 以設(shè)定回流液噴淋時間和噴淋速度，減少有機酸的積累。本實用新型采用將固體產(chǎn)酸相和液體產(chǎn)甲烷相分離在不同反應(yīng)器的措施，實現(xiàn)兩相的分離；通過控制回流液噴淋時間和速度，達到固體產(chǎn)酸相均勻接種、防止酸敗的效果； 通過設(shè)置若干個固體發(fā)酵裝置，調(diào)節(jié)每個反應(yīng)器的批次投料時間，收集不同階段酸化液，同時通過加水或酸調(diào)節(jié)酸化液濃度和成分，為液體反應(yīng)器提供穩(wěn)定的原料，來解決批量發(fā)酵與沼氣持續(xù)產(chǎn)生的問題。本實用新型的有益效果是，可以在降解固體有機物、產(chǎn)生沼氣的同時，方便地實現(xiàn)固體產(chǎn)酸相和液體產(chǎn)甲烷相的分離，具有結(jié)構(gòu)簡單合理，發(fā)酵速度快，沼渣肥效高和無廢液產(chǎn)生的優(yōu)點，可滿足規(guī)?；a(chǎn)要求。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型進一步說明。圖中1.固體發(fā)酵罐，2.固體進料口，3.回流液進口，4.噴淋器，5.沼氣收集口， 6.滲濾板，7.酸化液出口，8.加熱保溫層，9.法蘭，10.沼渣出口，11.螺旋輸送機，12.酸化液收集罐，13.酸化液收集罐進口，14.酸化液收集罐攪拌器，15.酸化液收集罐出口，16.酸化液調(diào)節(jié)裝置，17.液相反應(yīng)器，18.酸化液反應(yīng)器進料口，19.液相反應(yīng)器攪拌器，20.液相反應(yīng)器沼氣收集口，21.溫度傳感器，22.液相反應(yīng)器加熱保溫層，23.液相反應(yīng)器溢流口， 24.回流液收集罐，25.回流液收集罐進口，26.噴淋控制器，27.回流液收集罐出口，28.閥門，29.液體反應(yīng)器進料泵，30.回流液噴淋泵，31.管道。
具體實施方式
參見附圖，工作時，物料通過固體進料口( 投入固體發(fā)酵罐(1)，來自回流液收集罐04)的回流液在噴淋控制器06)的控制下，通過噴淋泵(30)泵入回流液進口(3)， 利用噴淋器(4)均勻噴灑至發(fā)酵罐上層物料，發(fā)酵產(chǎn)生的酸化液由于密度和重力作用向下緩慢運移，為固體物料接種的同時，在滲濾板(6)的作用下固液分離，酸化液流入發(fā)酵罐底部，當(dāng)閥門08)開啟時，酸化液通過出口(7)流入酸化液收集罐(12)，整套裝置含有若干個類似的固體發(fā)酵罐(1)，通過調(diào)節(jié)每個反應(yīng)器的批次投料時間，使不同反應(yīng)器中的物料處于不同反應(yīng)階段，不同階段的酸化液在酸化液收集罐(10)中聚集，利用攪拌器(13)攪拌均勻，根據(jù)酸化液濃度和成分檢測結(jié)果，借助酸化液調(diào)節(jié)裝置(16)加水或酸保證酸化液濃度和成分的穩(wěn)定，隨后通過液體反應(yīng)器進料泵09)泵入酸化液反應(yīng)器進料口(18)，物料在液相反應(yīng)器(17)中通過攪拌器(19)進行全混合厭氧發(fā)酵，同時等量的回流液通過溢流口 (23)流入回流液收集罐(M)，以此循環(huán)進行。固體發(fā)酵罐和液體反應(yīng)器分別通過加熱保溫層(8)和0 保證中溫環(huán)境，并通過溫度傳感器監(jiān)控液體反應(yīng)器內(nèi)溫度。固體發(fā)酵罐(1)和液體反應(yīng)器(17)產(chǎn)生的沼氣分別通過沼氣收集口(5)和OO)收集，沼渣通過螺旋輸送機(11)從沼渣出口(10)排出固體發(fā)酵罐。
權(quán)利要求1.一種固液兩相分離式厭氧消化裝置，其特征是主體由固相反應(yīng)器、酸化液收集罐、 液相反應(yīng)器、液相回流液收集罐以及物料輸送系統(tǒng)組成；固相反應(yīng)器由3個相同的發(fā)酵罐組成，每個發(fā)酵罐為設(shè)有物料進口、回流液進口、噴淋器、沼氣收集口、滲濾板、酸化液出口、 沼渣出口的立式發(fā)酵罐，物料進口、回流液進口、噴淋器和沼氣收集口設(shè)在發(fā)酵罐的頂部， 物料進口通到反應(yīng)器的中下部保證進料時的厭氧環(huán)境，滲濾板設(shè)在發(fā)酵罐的中下部，沼渣出口設(shè)在滲濾板的上方，酸化液出口設(shè)于發(fā)酵罐的底部；液相反應(yīng)器由酸化液進口、回流液溢流口、攪拌器、沼氣收集口組成，均位于反應(yīng)器頂部，酸化液進口通到反應(yīng)器的底部以保證進液時的厭氧環(huán)境；酸化液收集罐由酸化液收集口、攪拌器、酸化液出口組成，均位于收集罐的頂部，酸化液收集口通過閥門和管道分別與3個固體發(fā)酵罐的酸化液出口連接，利用高差自動收集酸化液，酸化液出口通過泵和管道與液相反應(yīng)器的酸化液進口連接；回流液收集罐由回流液收集口、回流液出口組成，收集口與液相反應(yīng)器的溢流口通過管道連接， 回流液出口通過泵與固相發(fā)酵罐的回流液進口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固液兩相分離式厭氧消化裝置，其特征是回流液收集罐中設(shè)有噴淋控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固液兩相分離式厭氧消化裝置，其特征是固體發(fā)酵罐滲濾板的上方安裝螺旋輸送機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固液兩相分離式厭氧消化裝置，其特征是在酸化液收集罐中安裝酸化液濃度調(diào)節(jié)裝置。
專利摘要一種可以實現(xiàn)固體產(chǎn)酸和液體產(chǎn)甲烷兩相分離的固液兩相分離式厭氧消化裝置。固相反應(yīng)器由若干個相同的發(fā)酵罐組成，每個發(fā)酵罐為設(shè)有物料進口、回流液進口、噴淋器、沼氣收集口、滲濾板、酸化液出口、沼渣出口的立式發(fā)酵罐；液相反應(yīng)器由酸化液進口、回流液溢流口、攪拌器、沼氣收集口組成；酸化液收集罐由酸化液收集口、攪拌器、酸化液出口組成，酸化液收集口通過閥門和管道分別與若干個固體發(fā)酵罐的酸化液出口連接，酸化液出口通過泵和管道與液相反應(yīng)器的酸化液進口連接。回流液收集罐由回流液收集口、回流液出口組成，收集口與液相反應(yīng)器的溢流口通過管道連接，回流液出口通過泵與固相發(fā)酵罐的回流液進口連接。本裝置通過將若干個固體發(fā)酵罐并聯(lián)，并與液體反應(yīng)器串聯(lián)的形式，實現(xiàn)產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷兩相分離，達到防止酸敗和穩(wěn)定產(chǎn)氣的目的，具有結(jié)構(gòu)簡單合理，發(fā)酵速度快，無廢液產(chǎn)生的優(yōu)點，可滿足規(guī)?；a(chǎn)要求。
文檔編號C12M1/00GK202089962SQ2011200014
公開日2011年12月28日 申請日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者萬曉春, 羅娟, 董保成, 趙立欣, 陳羚, 高新星 申請人:農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計研究院