本發(fā)明涉及立式厭氧干發(fā)酵方法和設(shè)備，特別涉及一種連續(xù)式厭氧干發(fā)酵方法和設(shè)備。

背景技術(shù)：

固體有機廢棄物的處置與資源化，一直是環(huán)保領(lǐng)域的一個重要議題。近年來，固體有機廢棄物如農(nóng)林廢棄物、農(nóng)產(chǎn)品加工廢物、脫水市政污泥、餐廚垃圾的數(shù)量大幅攀升。這些固體廢棄物含有大量的有機質(zhì)，如果不能及時處理，將對環(huán)境造成很大的威脅。當(dāng)前，對于這些固體廢棄物的處理方法主要有：填埋、堆肥、焚燒以及厭氧發(fā)酵。其中，厭氧發(fā)酵方法在處理這些廢棄物的同時能夠回收利用其中的能源，并且其建設(shè)與運行成本相對較低。因此，厭氧發(fā)酵成為處理這些固體廢棄物的首選方法。

目前，針對這些固體有機廢棄物的厭氧發(fā)酵分為濕法發(fā)酵與干法發(fā)酵兩種形式，其中干法發(fā)酵由于產(chǎn)氣率高，運行成本低，沼液產(chǎn)量少等優(yōu)點逐漸受到重視。目前，沼氣工程多采用序批式進(jìn)出料，即上批次發(fā)酵結(jié)束后才能打開發(fā)酵庫大門進(jìn)行出料，出料完成再進(jìn)行進(jìn)料操作。這種進(jìn)料的方式導(dǎo)致厭氧發(fā)酵過程為間歇發(fā)酵，產(chǎn)氣過程不穩(wěn)定，需要幾臺發(fā)酵裝置聯(lián)合供氣，提高了建設(shè)成本，存在進(jìn)、出料作業(yè)的安全隱患。因此設(shè)計固體有機廢物連續(xù)厭氧發(fā)酵技術(shù)方法和設(shè)備，是當(dāng)前有機固體廢物處理技術(shù)領(lǐng)域的一個新課題。

201110120414.4公開了一種連續(xù)進(jìn)出料的動態(tài)干法厭氧發(fā)酵設(shè)備及其方法，該方法使用臥式轉(zhuǎn)筒倉作為厭氧發(fā)酵倉，使用進(jìn)料螺旋機和出料螺旋機分別作為連續(xù)進(jìn)料和出料裝置。進(jìn)料螺旋機、厭氧發(fā)酵倉、出料螺旋機依次串接且同軸線安裝，使用滑動密封裝置保證系統(tǒng)的氣密性。該工藝為臥式發(fā)酵，發(fā)酵倉進(jìn)料端略高于出料端，來保證原料從進(jìn)料端向出料端移動。但此種工藝由于采用臥式發(fā)酵，因此存在占地面積大的缺陷。并且，由于靠臥式發(fā)酵倉的傾角來維持物料向出料端移動，此種出料方式難以保證原料的充分移動，無法控制出料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供立式連續(xù)厭氧干發(fā)酵方法和設(shè)備，該方法在勻質(zhì)罐完成高含固率廢物與接種物充分混合，利用連續(xù)進(jìn)料裝置將混合原料泵入?yún)捬醢l(fā)酵罐，經(jīng)過厭氧發(fā)酵后發(fā)酵剩余物經(jīng)過底部的螺旋出料裝置輸出發(fā)酵罐，同時固液分離成沼渣和沼液，部分沼渣回流至勻質(zhì)罐作為接種物，部分沼液依次通過沼液泵、沼液緩沖罐和噴淋泵重新噴淋到發(fā)酵罐內(nèi)。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明一方面提供一種立式連續(xù)厭氧干發(fā)酵方法，包括以下順序進(jìn)行的步驟：1)高含固率廢物與接種物在勻質(zhì)罐充分混合形成混合原料；2)混合原料經(jīng)過連續(xù)進(jìn)料裝置進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵罐；3)混合原料在厭氧發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)生厭氧發(fā)酵反應(yīng)生成沼氣；4)厭氧發(fā)酵完成后的殘余物通過發(fā)酵罐底部的螺旋出料裝置連續(xù)流出發(fā)酵罐；5)發(fā)酵剩余物同時在螺旋出料裝置進(jìn)行固液分離成沼渣和沼液；6)部分沼渣回流至勻質(zhì)罐作為接種物；7)部分沼液依次通過沼液泵、沼液緩沖罐和噴淋泵重新噴淋到發(fā)酵罐內(nèi)。

其中，步驟1)所述接種物為脫水厭氧污泥、脫水沼渣或經(jīng)過固液分離的其他厭氧發(fā)酵剩余物；所述接種物含固率應(yīng)高于35％，形成的混合原料含固率可高于25％。

特別是，所述高含固率原料與接種物的干物質(zhì)混合比例為0.5～1.5，優(yōu)選為1.0；混合時間為5～30min，優(yōu)選為15min。

其中，步驟3)所述混合原料在厭氧發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)生厭氧發(fā)酵反應(yīng)的時間為15～30天。

特別是，所述混合原料在厭氧發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)生厭氧發(fā)酵反應(yīng)的干物質(zhì)含量高于15％。

其中，步驟4)和步驟5)所述螺旋出料裝置同時完成出料與固液分離操作。

特別是，所述固液分離效率高于80％。

尤其是，所述固液分離生產(chǎn)的沼渣干物質(zhì)含量高于30％，沼液干物質(zhì)含量低于5％。

其中，步驟6)所述沼渣作為接種物回流占沼渣產(chǎn)量比例為30％～80％。

其中，步驟7)所述沼液依次通過沼液泵、沼液緩沖罐和噴淋泵重新噴淋到發(fā)酵罐內(nèi)。

特別是，所述重新噴淋到發(fā)酵罐內(nèi)沼液占沼液產(chǎn)量比例為10％～30％。

特別是，所述沼液緩存罐外安裝保溫增溫裝置，其特征在于沼液緩存罐內(nèi)沼液溫度高于厭氧發(fā)酵罐溫度5℃～10℃，優(yōu)選為5℃。

本發(fā)明另一方面提供立式連續(xù)厭氧干發(fā)酵裝置，包括依次對高含固率物料進(jìn)行混合接種、連續(xù)進(jìn)料、厭氧發(fā)酵、連續(xù)出料和噴淋的裝置，其中：

高含固率物料與接種物進(jìn)行混合的裝置為勻質(zhì)罐(1)；混合物料的連續(xù)進(jìn)料裝置為螺桿泵或密封性良好的螺旋進(jìn)料裝置(2)；混合原料在厭氧發(fā)酵罐(4)內(nèi)進(jìn)行厭氧發(fā)酵；厭氧發(fā)酵完成后的發(fā)酵剩余物通過螺旋出料裝置(5)旋出并進(jìn)行固液分離；固液分離后的部分沼液經(jīng)過過濾器(7)和沼液泵(8)進(jìn)入沼液緩存罐(9)，再由噴淋泵(10)泵入發(fā)酵罐(4)內(nèi)噴淋頭(12)進(jìn)行噴淋。

其中，所述連續(xù)厭氧干發(fā)酵裝置，其特征在于所述勻質(zhì)罐安裝攪拌系統(tǒng)和保溫增溫系統(tǒng)；所述連續(xù)進(jìn)料裝置可以是螺桿泵或密封性良好的螺旋進(jìn)料裝置，優(yōu)選為螺桿泵；所述沼液泵可以是隔膜泵、蠕動泵、留心泵等，優(yōu)選為隔膜泵；所述過濾器優(yōu)選為順序安裝在沼液管道上的2個Y型過濾器；所述噴淋泵可以是隔膜泵、離心泵、管道增壓泵等，優(yōu)選為管道增壓泵。

本發(fā)明的高固含率物料連續(xù)厭氧干發(fā)酵方法與裝置具有如下優(yōu)點：

本發(fā)明能夠完成厭氧干發(fā)酵的高含固率物料的連續(xù)進(jìn)料，保證厭氧發(fā)酵罐的連續(xù)、穩(wěn)定產(chǎn)氣，降低厭氧發(fā)酵供氣裝置的建設(shè)成本。同時本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，投入低，運行與維護(hù)成本低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一個實例的設(shè)備連接示意圖。圖中：1：勻質(zhì)罐、2：螺桿泵、3：進(jìn)料管路、4：厭氧發(fā)酵罐、5：螺旋出料機、6：沼液管路、7：Y型過濾器、8：沼液泵、9：沼液緩存罐、10：噴淋泵、11：噴淋管、12：噴淋頭、13：沼氣出口、14：沼氣管、15：沼氣流量計、16：沼氣柜。

具體實施方式

下面參照附圖1詳細(xì)說明本發(fā)明的立式連續(xù)厭氧干發(fā)酵裝置。

如圖1所示，本發(fā)明的立式連續(xù)厭氧干發(fā)酵方法與裝置包括按照進(jìn)料順序連接的勻質(zhì)罐(1)、螺桿泵(2)、進(jìn)料管路(3)、厭氧發(fā)酵罐(4)和螺旋出料機(5)、沼液管路(6)、Y型過濾器(7)、沼液泵(8)、沼液緩存罐(9)、噴淋泵(10)、噴淋管(11)、噴淋頭(12)、沼氣出口(13)、沼氣管(14)、沼氣流量計(15)、沼氣柜(16)。

采用黃貯秸稈為原料，牛糞發(fā)酵后的沼渣為接種物。首先將黃貯秸稈填裝進(jìn)勻質(zhì)罐(1)。啟動螺旋出料機(5)，固液分離后的沼渣1/3作為接種物加入到勻質(zhì)罐(1)內(nèi)，沼液2/3作為噴淋液體通過Y型過濾器(7)、沼液泵(8)進(jìn)入沼液緩存罐(9)。黃貯秸稈和沼渣在勻質(zhì)罐內(nèi)充分混合30min，混合原料體積為厭氧發(fā)酵罐有效容積的1/25以保證厭氧發(fā)酵時間達(dá)到25天以上。

混合原料落入物料緩存罐(1)，啟動螺桿泵(2)電源，物料通過管道(3)進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵罐(4)開始厭氧發(fā)酵。在物料厭氧發(fā)酵期間，噴淋泵(10)持續(xù)抽取沼液緩存罐(9)內(nèi)的沼液通過噴淋頭(10)對厭氧發(fā)酵箱(4)內(nèi)的物料進(jìn)行噴淋。