一種用于處理半固態(tài)生物質廢棄物的兩段式沼氣發(fā)酵裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型提供一種用于處理半固態(tài)生物質廢棄物的兩段式沼氣發(fā)酵裝置，尤其涉及一種用于發(fā)酵經過超高壓垃圾壓榨機分質處理后的城市生活垃圾濕組分的兩段式沼氣發(fā)酵裝置。
【背景技術】
[0002]超高壓垃圾壓榨技術可以將城市生活垃圾一次性分質處理成干組分(含水量低于25%的干物質)和濕組分(含水量高達60%的半固體)。干組分主要有塑料、紙板、木頭、廢棄衣物以及一些惰性材料，適用于焚燒發(fā)電；濕組分是壓榨分質處理產生的半固態(tài)生物質廢棄物細胞漿料，它主要由垃圾攜帶的水分和經超高壓壓榨破碎的餐廚垃圾、果蔬垃圾、牲畜糞便、園林垃圾等生物質廢棄物細胞內含物組成。濕組分若通過厭氧發(fā)酵產生沼氣并發(fā)電，可以達到最大限度提高垃圾的利用率，產生較高的能源再生率，從而達到推動垃圾發(fā)電這一生物質新能源行業(yè)的目的。
[0003]傳統(tǒng)的沼氣發(fā)酵為單段的完全混合式發(fā)酵，即所有的發(fā)酵基質被投放在一個發(fā)酵罐內進行發(fā)酵。由于有機物發(fā)酵依次要經過水解酸化、產酸、產甲烷三個階段，每一個階段又各有其獨特的微生物菌群起作用，分別為水解酸化菌、產乙酸細菌和產甲烷細菌，產甲烷菌為嚴格專性厭氧菌，其對環(huán)境的要求十分苛刻，且酸化階段產生的氫氣會抑制甲烷生成。單段式沼氣發(fā)酵過程很難為參與發(fā)酵的所有微生物都提供良好的生長條件。如果整個發(fā)酵系統(tǒng)是連續(xù)進料，勢必會導致脂肪酸的產生與利用之間的平衡問題和生長處于劣勢的甲烷生成菌被沖出的問題，并出現沼氣發(fā)酵過程啟動慢、穩(wěn)定性差、處理周期長及容易造成酸中毒和產沼氣量少的問題。
[0004]部分沼氣發(fā)酵采用了兩段式發(fā)酵裝置，專利號CN103421687(兩段式半固態(tài)生物質沼氣發(fā)酵系統(tǒng)及裝置)采用了兩段式發(fā)酵，但是在該裝置中，半固態(tài)生物質發(fā)酵前缺少凈化、進入發(fā)酵罐前漿料與甲烷菌混合不充分、發(fā)酵罐內發(fā)酵不充分等，以上問題導致發(fā)酵效率低，沼氣產量低。另外，發(fā)酵罐采用的支架安裝方式，導致操作困難、安裝困難、地面局部承載壓力大等問題。
【實用新型內容】
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種用于處理半固態(tài)生物質廢棄物的兩段式沼氣發(fā)酵裝置，包括濕組分貯槽、酸化罐、旋流除砂系統(tǒng)、接種混合器、雙體型發(fā)酵罐。其中，濕組分貯槽用于半固態(tài)生物質廢棄物的加料;連接濕組分貯槽的酸化罐，用于半固態(tài)生物質廢棄物的水解酸化;連接酸化罐的接種混合器，用于將回流沼液中的甲烷菌均勻混合在酸化液中；連接接種混合器的雙體型沼氣發(fā)酵罐，用于半固態(tài)生物質廢棄物的發(fā)酵，其罐體內設置豎直隔板將罐體分隔成主發(fā)酵罐和熟化罐。
[0006]優(yōu)選地，雙體型沼氣發(fā)酵罐內的罐體內徑四分之三處設置豎直隔板，將罐體分隔成容量較大的主發(fā)酵罐和容量較小的熟化罐。
[0007]優(yōu)選地，酸化罐和接種混合器之間連接有旋流除砂系統(tǒng)，用于將半固態(tài)生物質廢棄物中夾雜的泥沙除去。
[0008]優(yōu)選地，旋流除砂系統(tǒng)中除砂罐的罐體上端為圓柱形，罐體下端為圓錐形，旋流除砂系統(tǒng)的進料口開設于上端圓柱形罐體的側壁，出料口開設于上端圓柱形罐體頂端的中心部位。
[0009]優(yōu)選地，接種混合器中間為圓筒形罐體，其左右兩端連接有圓錐形的進料口和出料口，混合單元位于混合器罐體內部，用于將回流沼液與酸化液均勻混合。
[0010]優(yōu)選地，雙體型發(fā)酵罐采用平底的圓柱形罐體結構，設置在罐體內的豎直隔板高度是罐體內部高度的百分之九十。
[0011 ]優(yōu)選地，雙體型發(fā)酵罐的發(fā)酵物料進料口和發(fā)酵后的沼液出口分別位于所述主發(fā)酵罐和熟化罐罐壁的最下部;發(fā)酵罐罐體內設置向罐體內曝氣的壓縮沼氣配氣管。
[0012]優(yōu)選地，雙體型發(fā)酵罐中的進料裝置安裝在主發(fā)酵罐底部同一水平面上，由均勻分布的多個分進料管組成。
[0013]優(yōu)選地，發(fā)酵罐的沼氣出口與所述壓縮沼氣配氣管連接，發(fā)酵罐內產生的沼氣一部分通過所述壓縮沼氣配氣管回到所述發(fā)酵罐。
[0014]本實用新型提供的用于處理半固態(tài)生物質廢棄物的兩段式沼氣發(fā)酵裝置，半固態(tài)發(fā)酵料形成先進先出、后進后出的活塞流式，達到連續(xù)進料的目的。其中，旋流除砂系統(tǒng)采用酸化料和泥沙逆流設計，泥沙去除率高;接種混合器運用混合單元充分混合酸化料和回流的發(fā)酵后的沼液，接種效果好，有效提高發(fā)酵效率;發(fā)酵罐采用平底式設計，降低對地基承載能力的要求，降低基礎建造費用;雙體型設計便于達到活塞流式效果，壓縮后的沼氣進入發(fā)酵罐底流化床瀑氣管，實現攪拌功能，進一步促進發(fā)酵。本實用新型還具備設備簡單，操作方便，實用性強的特點。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型涉及的用于處理半固態(tài)生物質廢棄物的兩段式沼氣發(fā)酵裝置的結構示意圖；
[0016]圖2為本實用新型涉及的用于處理半固態(tài)生物質廢棄物的兩段式沼氣發(fā)酵裝置的酸化罐的結構示意圖；
[0017]圖3為本實用新型涉及的用于處理半固態(tài)生物質廢棄物的兩段式沼氣發(fā)酵裝置的旋流除砂系統(tǒng)的結構示意圖；
[0018]圖4為本實用新型涉及的用于處理半固態(tài)生物質廢棄物的兩段式沼氣發(fā)酵裝置的接種混合器的結構示意圖；
[0019]圖5A為本實用新型涉及的用于處理半固態(tài)生物質廢棄物的兩段式沼氣發(fā)酵裝置的雙體型發(fā)酵罐的結構示意圖；
[0020]圖5B為圖5A中雙體型發(fā)酵罐的剖視圖A-A;
[0021]圖5C為圖5A中雙體型發(fā)酵罐B處的放大圖；
[0022]圖6為本實用新型涉及的用于處理半固態(tài)生物質廢棄物的兩段式沼氣發(fā)酵裝置的雙體型發(fā)酵罐進出料設備布置圖。
【具體實施方式】
[0023]下面根據附圖所示實施方式闡述本實用新型。此次公開的實施方式可以認為在所有方面均為例示，不具限制性。本實用新型的范圍不受以下實施方式的說明所限，僅由權利要求書的范圍所示，而且包括與權利要求范圍具有同樣意思及權利要求范圍內的所有變形。
[0024]本實用新型涉及一種用于處理半固態(tài)生物質廢棄物的兩段式沼氣發(fā)酵裝置，包括濕組分貯槽1、酸化罐2、旋流除砂系統(tǒng)3、接種混合器4、雙體型發(fā)酵罐5。其中，濕組分貯槽I用于半固態(tài)生物質廢棄物的加料;連接濕組分貯槽I的酸化罐2，用于半固態(tài)生物質廢棄物的水解酸化;連接酸化罐2的接種混合器4，用于將回流沼液中的甲烷菌均勻混合在酸化液中；連接接種混合器4的雙體型沼氣發(fā)酵罐5，用于半固態(tài)生物質廢棄物的發(fā)酵，其罐體內設置豎直隔板52將罐體分隔成主發(fā)酵罐512和熟化罐51。具體的:
[0025]濕組分貯槽I包括進料槽和螺桿栗，半固態(tài)生物質廢棄物被加入進料槽并由螺桿栗栗入酸化罐2。
[0026]酸化罐罐體25的頂部設置進料口24，進料管22連接進料口 24，用于進料，罐內中部安裝有用于調節(jié)酸化料溫度達到適宜的水解酸化溫度的溫度調節(jié)器23，罐體下部設置有集料槽26，用于收集酸化后的濕組分，集液槽26底部設置有閥門28控制出料流量，酸化罐2下部設置有渣漿栗210及出料管29，渣漿栗210用于將物料栗入旋流除砂系統(tǒng)3，整個罐體借助支架21與地面連接、借助固定架27支撐穩(wěn)固。
[0027]旋流除砂系統(tǒng)3的進料端設置有進料栗36和進料口31，進料栗36用于給物料流加速，與進料口 31相接的圓柱形旋流分離腔32，用于形成高速旋轉的物料流，旋流分離腔32上端連接圓筒形出料口 35，下端連接圓錐臺形集砂室33，當高速旋轉的物料流與圓錐臺形集砂室33腔壁接觸時，物料流中混有的泥沙失去慣性而靠自身的重力沿罐腔體壁面下落沉進入圓錐臺形集砂室33中，掉進集砂斗并通過卸砂閥34排出，而旋轉下降的料流在接近圓錐形集砂室33下部時，在出料口與除砂罐之間的壓差作用下，內轉而沿除砂罐的軸心線向上，形成上升的內旋流由除砂罐的進入儲料罐37，通過出料栗38輸送到接種混合器4。
[0028]接種混合器4設置有罐體43和混合單元44，罐體43上設置圓錐形進料口 41、發(fā)酵后沼液進口 42和圓錐形出料口 45。進料口 41連接旋流除砂系統(tǒng)3的出料栗38，接收除砂