專利名稱：餐廚垃圾處理酸化反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種餐廚垃圾處理酸化反應(yīng)器，是一種用來對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行高效水解酸化處理的反應(yīng)裝置，屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市生活垃圾產(chǎn)生量持續(xù)增加，生活垃圾組分也隨消費(fèi)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)的改變相應(yīng)變化，表現(xiàn)為有機(jī)物含量高、含水量大以及混合收集的垃圾熱值低等顯著特點(diǎn)，餐廚垃圾在生活垃圾中所占的比重可高達(dá)70％。
餐廚垃圾作為有機(jī)廢物的一種，所占比例大，易于專門收集，集中處理。另外餐廚垃圾氮磷鉀等營養(yǎng)元素高，應(yīng)該實(shí)施資源化，對(duì)餐廚垃圾單獨(dú)處理能夠節(jié)約生活垃圾的處理成本并有效控制生活垃圾的污染。
餐廚垃圾是一種復(fù)雜的有機(jī)物料，復(fù)雜物料的厭氧降解過程可以被分為四個(gè)階段，分別是水解階段、發(fā)酵(或酸化)階段、產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。通常在厭氧反應(yīng)器中對(duì)廢水進(jìn)行處理可以有一步和二步兩種方式，處理固體有機(jī)物也如此。一步厭氧處理是在一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行，二步厭氧處理是在兩個(gè)不同的反應(yīng)器中進(jìn)行，分別是水解酸化與甲烷相反應(yīng)器。對(duì)于一般的低分子的有機(jī)化合物來說，水解酸化較容易，相對(duì)來說甲烷相是整個(gè)反應(yīng)的限速步驟，而對(duì)于餐廚垃圾這樣的大分子有機(jī)物來說，水解酸化是整個(gè)反應(yīng)的重要過程，水解階段里包含著蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂類水解，水解酸化程度的高低直接影響到后續(xù)甲烷相的產(chǎn)甲烷量。
國內(nèi)目前對(duì)有機(jī)廢物的厭氧消化研究主要集中在單相法，對(duì)兩相法的研究較少，對(duì)兩相法中酸化反應(yīng)器的研究更少。對(duì)于處理餐廚垃圾兩相法處理效果明顯優(yōu)于單相法，兩相法中水解酸化的效果尤為重要，水解酸化程度的好壞除了與操作條件有關(guān)外，還與反應(yīng)器的構(gòu)型有關(guān)。在水解酸化過程中如果能夠及時(shí)把水解酸化的清液及時(shí)提取出來，未消化的固體物料留在酸化相繼續(xù)酸化，這樣就能夠促進(jìn)酸化趨于徹底。日本國立環(huán)境研究所曾研究過用MBR(膜生物反應(yīng)器)法來提取酸化液，但是這樣的操作費(fèi)用太高，至今沒有推廣應(yīng)用。基于此，開發(fā)一種實(shí)用高效的酸化反應(yīng)器尤為迫切重要。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種餐廚垃圾處理酸化反應(yīng)器，能夠高效處理餐廚垃圾并能實(shí)現(xiàn)酸化液與未消化物料的有效分離。
為實(shí)現(xiàn)這一目的，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的酸化反應(yīng)器由反應(yīng)器主罐體、酸化液離心分離部分、物料攪拌部分、物料加熱及保溫部分構(gòu)成。
主罐體為圓筒形，采用金屬耐腐蝕材料或有機(jī)玻璃鋼材料或無機(jī)陶瓷材料制成，用三角支架支撐。主罐體的側(cè)面下方設(shè)置物料輸入管道連接至餐廚垃圾粉碎裝置，另一側(cè)面設(shè)樣品采集口，可通過采集口采集樣品進(jìn)行分析，以此了解酸化反應(yīng)器的運(yùn)行狀況。主罐體的上部留有氣體收集空間并設(shè)有氣體安全排放口和氣體收集口，主罐體的錐形底部設(shè)置料渣排放口，裝于主罐體內(nèi)部中間的過濾器通過電機(jī)軸與裝于主罐體頂部圓臺(tái)上的電機(jī)連接在一起。過濾器側(cè)面為多孔網(wǎng)狀，其底部設(shè)置的酸化液輸出管道通過單向閥與抽吸泵連接，圓環(huán)形穿孔管安裝于主罐體內(nèi)部下方物料中間，穿孔管的端管穿出主罐體與空壓機(jī)相連。主罐體周圍套有電加熱夾套，電加熱夾套與外殼之間包有保溫材料，溫度感應(yīng)探頭從主罐體上部筒體伸入反應(yīng)物料中，探頭接線與溫控儀相連，由溫控儀控制電加熱夾套工作或停止。
本實(shí)用新型中的酸化液離心分離部分——過濾器為圓筒形金屬不銹鋼材質(zhì)，由安裝于主罐體頂部的電機(jī)帶動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)酸化液與固體物料分離。過濾后的酸化液通過過濾器底部的管道，由抽吸泵抽至甲烷相反應(yīng)器中，進(jìn)行進(jìn)一步的反應(yīng)。
本實(shí)用新型的物料加熱及保溫部分包括主罐體周圍套有的電加熱夾套及電加熱夾套與外殼之間的保溫材料。電加熱夾套可采用云母電阻絲加熱夾套，電阻絲兩端接線柱接線至溫控儀。保溫材料可采用玻璃保溫棉等。
溫度感應(yīng)探頭的接線與溫控儀相連，根據(jù)設(shè)定的溫度及探頭測(cè)得的實(shí)際溫度，溫控儀控制電加熱夾套工作或停止，以保證罐體內(nèi)物料處于恒溫狀態(tài)。
經(jīng)粉碎的餐廚垃圾物料由進(jìn)料口進(jìn)入反應(yīng)器主罐體，在氣體攪拌的作用下使反應(yīng)器主罐體中的物料混合均勻，溫控儀根據(jù)溫度感應(yīng)探頭測(cè)定的溫度來控制主罐體周圍的加熱裝置對(duì)反應(yīng)器主罐體進(jìn)行加熱，至設(shè)定溫度后保持恒溫。反應(yīng)器中的物料進(jìn)行水解酸化，酸化后酸化液由過濾器濾出，并由抽吸泵抽至甲烷相反應(yīng)器，而粗物料則繼續(xù)留在反應(yīng)器中酸化。酸化過程中所產(chǎn)的氣體與攪拌用的氣體一起由氣體收集口進(jìn)入氣體收集裝置。殘?jiān)煞磻?yīng)器底部排料口排出。
本實(shí)用新型針對(duì)餐廚垃圾的特點(diǎn)，在水解酸化過程中定時(shí)把水解酸化的清液提取出來，未消化的固體物料留在酸化相繼續(xù)酸化，促使酸化效果顯著增加。反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本的對(duì)各種餐廚垃圾進(jìn)行處理，提高水解酸化的效率，為后續(xù)甲烷相處理提供更為有利的條件。


附圖為本實(shí)用新型酸化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-電機(jī)，2-氣體收集空間，3-氣體安全排放口，4-氣體收集口，5-反應(yīng)器主罐體，6-保溫層外殼，7-保溫材料，8-加熱夾套，9-采樣口，10-穿孔管，11-支架，12-抽吸泵，13-泵前單向閥，14-排料口，15-物料輸入管道，16-反應(yīng)器中物料正常液位，17-物料輸入管道中的液位，18-溫度感應(yīng)探頭，19-過濾器，20-電機(jī)軸，21-輸出管道。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的酸化反應(yīng)器，應(yīng)用于兩相發(fā)酵工藝中的第一步酸化發(fā)酵工藝，其特點(diǎn)是能提供酸化反應(yīng)恒溫條件并實(shí)現(xiàn)酸化液與未消化固體物料的分離。反應(yīng)器由反應(yīng)器主罐體、酸化液離心分離部分、物料攪拌部分、物料加熱及保溫部分構(gòu)成。
反應(yīng)器具體結(jié)構(gòu)如圖1所示，反應(yīng)器主罐體5為圓筒形，采用三角支架11支撐。主罐體5的側(cè)面下方設(shè)置物料輸入管道15連接至餐廚垃圾粉碎裝置，主罐體5的另一側(cè)面設(shè)樣品采集口9。主罐體5的上部留有氣體收集空間2，并設(shè)有帶有安全閥的氣體安全排放口3和裝有氣體壓力表的氣體收集口4。主罐體5的的錐形底部設(shè)置料渣排放口14，通過自動(dòng)控制閥門將料渣排出。酸化液離心分離在一個(gè)金屬圓筒形的過濾器19中進(jìn)行，過濾器19裝于主罐體內(nèi)部中間，通過電機(jī)軸20與裝于主罐體頂部圓臺(tái)上的電機(jī)1連接在一起。過濾器19側(cè)面為多孔網(wǎng)狀，其底部設(shè)置酸化液輸出管道21，輸出管道21通過一個(gè)單向閥13與抽吸泵12連接。圓環(huán)形穿孔管10安裝于主罐體5內(nèi)部下方物料中間，穿孔管10的端管穿出主罐體外與空壓機(jī)相連。主罐體周圍套有電加熱夾套8，電加熱夾套8與外殼6之間包有保溫材料7。溫度感應(yīng)探頭18從主罐體上部筒體伸入反應(yīng)物料中，探頭接線與溫控儀相連，由溫控儀控制電加熱夾套8工作或停止。
工作時(shí)，粉碎的餐廚垃圾通過適當(dāng)調(diào)配后作為反應(yīng)物料，經(jīng)過物料輸入管道15進(jìn)入反應(yīng)器主罐體5。物料輸入管道中的物料液位17比主罐體5高出一定位置，以此來液封罐體中的氣體，保證反應(yīng)器中的氣體具有一定的壓力，同時(shí)防止氣體從進(jìn)料口逸出。圖中，16為反應(yīng)器中物料的液位。空壓機(jī)將酸化相及甲烷相收集到的氣體壓縮至穿孔管10，氣體通過穿孔管的小孔進(jìn)入物料中并擴(kuò)散，將新進(jìn)物料與罐體內(nèi)物料攪拌均勻。釋放后的氣體與反應(yīng)器中所產(chǎn)生的氣體一起進(jìn)入主罐體頂部的氣體收集空間2，并通過氣體收集口4進(jìn)入氣體收集裝置。攪拌用的氣體在反應(yīng)器與氣體收集裝置中進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，反應(yīng)器主罐體5與其它部件采用密封連接，罐體內(nèi)部一直保持厭氧狀態(tài)。當(dāng)反應(yīng)器中壓力超過一定的大小后，氣體從帶安全閥的氣體安全排放口3中排出。根據(jù)反應(yīng)設(shè)定溫度及溫控探頭18感應(yīng)的實(shí)際溫度，外設(shè)的溫控儀自動(dòng)控制加熱夾套8的工作或停止，以維持反應(yīng)器內(nèi)處于恒溫狀態(tài)。加熱夾套8外層包覆的保溫材料7能防止或減少熱量向周圍環(huán)境中擴(kuò)散，減少加熱夾套的工作時(shí)間，節(jié)約加熱夾套的電耗。待反應(yīng)器中物料達(dá)到酸化反應(yīng)時(shí)間后，啟動(dòng)電機(jī)1，電機(jī)軸20帶動(dòng)過濾器19高速旋轉(zhuǎn)，物料在過濾器的離心剪切作用下進(jìn)行分離。帶有微小顆粒的酸化液進(jìn)入過濾器19內(nèi)部，并通過輸出管道21及抽吸泵前的單向閥13，由抽吸泵12抽至甲烷相進(jìn)行下一步的反應(yīng)，粗物料仍保留在反應(yīng)器中繼續(xù)酸化。反應(yīng)器中殘留的料渣由底部排料口14定期排出，作為肥料回收利用。當(dāng)需要了解反應(yīng)器運(yùn)行情況時(shí)，可通過采樣口9采集反應(yīng)物料進(jìn)行分析。電機(jī)1、抽吸泵12以及泵前單向閥13均由外設(shè)的繼電器控制，包括電加熱夾套8在內(nèi)，反應(yīng)器的運(yùn)行全部采用自動(dòng)控制。
權(quán)利要求1.一種餐廚垃圾處理酸化反應(yīng)器，其特征在于圓筒形的主罐體(5)采用三角支架(11)支撐，主罐體(5)的側(cè)面下方設(shè)置物料輸入管道(15)連接至餐廚垃圾粉碎裝置，另一側(cè)面設(shè)樣品采集口(9)，主罐體(5)的上部留有氣體收集空間(2)并設(shè)有氣體安全排放口(3)和氣體收集口(4)，主罐體(5)的錐形底部設(shè)置料渣排放口(14)，裝于主罐體內(nèi)部中間的過濾器(19)通過電機(jī)軸(20)與裝于主罐體頂部圓臺(tái)上的電機(jī)(1)連接在一起，過濾器(19)側(cè)面為多孔網(wǎng)狀，其底部設(shè)置的酸化液輸出管道(21)通過單向閥(13)與抽吸泵(12)連接，圓環(huán)形穿孔管(10)安裝于主罐體(5)內(nèi)部下方物料中間，穿孔管(10)的端管穿出主罐體(5)與空壓機(jī)相連；主罐體周圍套有電加熱夾套(8)，電加熱夾套(8)與外殼(6)之間包有保溫材料(7)，溫度感應(yīng)探頭(18)從主罐體(5)上部筒體伸入反應(yīng)物料中，探頭接線與溫控儀相連，由溫控儀控制電加熱夾套(8)工作或停止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的餐廚垃圾處理酸化反應(yīng)器，其特征在于所述電加熱夾套(8)為云母電阻絲加熱夾套。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種餐廚垃圾處理酸化反應(yīng)器，由反應(yīng)器主罐體、酸化液離心分離部分、物料攪拌部分、物料加熱及保溫部分構(gòu)成。在主罐體內(nèi)部裝有金屬圓筒形過濾器，由安裝于主罐體頂部的電機(jī)帶動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)酸化液與固體物料分離，過濾后的酸化液由抽吸泵抽至甲烷相反應(yīng)器，而粗物料則繼續(xù)留在反應(yīng)器中酸化。物料采用內(nèi)循環(huán)式氣體攪拌形式，殘?jiān)煞磻?yīng)器底部排料口排出。溫控儀根據(jù)溫度感應(yīng)探頭測(cè)定的溫度來控制加熱裝置對(duì)反應(yīng)器主罐體進(jìn)行加熱及保持恒溫。本實(shí)用新型針對(duì)餐廚垃圾的特點(diǎn)，在水解酸化過程中定時(shí)把水解酸化的清液提取出來，未消化的固體物料留在酸化相繼續(xù)酸化，促使酸化效果顯著增加。
文檔編號(hào)B09B3/00GK2880296SQ20062003967
公開日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2006年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月23日
發(fā)明者史紅鉆, 劉志明, 黃玉峰 申請(qǐng)人:史紅鉆