[發明專利]一種有機垃圾高固體厭氧反應裝置及厭氧反應方法

有效

• 申請號: 201310671610.X
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103614288A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 姚利;王艷芹;付龍云;楊光;曹德賓;袁長波;宋效宗
• 申請（專利權）人: 山東省農業科學院農業資源與環境研究所
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C12P5/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

1.一種有機垃圾高固體厭氧反應裝置，包括粉碎機、預處理池和厭氧發酵罐，其特征在于，粉碎機設置在預處理池的上方，所述的預處理池頂部設置有移動式蓋板，底部設置有出料口，粉碎機的出料口穿過預處理池的蓋板與預處理池內部連通，預處理池的出料口下方設置有螺旋輸送裝置，預處理池的出料口周邊與螺旋輸送裝置的進料口密封連接，螺旋輸送裝置的出料口與厭氧發酵罐的進料口連接；

所述的厭氧發酵罐為一立式發酵罐，在厭氧發酵罐的頂部設置有出氣口，出氣口外接沼氣管道，在厭氧發酵罐的側壁上部設置有出料口和取樣口，厭氧發酵罐的底部連接有集液管，在集液管的管路上設置有回流泵，集液管的出口與四通管件連接，四通管件的其他三個端口分別連接排水管、預處理池回流管和沼液噴淋回流管，預處理池回流管的一端與四通管件的其中一個端口連接，另一端與預處理池連通，沼液噴淋回流管的一端與四通管件的其中一個端口連接，另一端從厭氧發酵罐的頂部穿過延伸至厭氧發酵罐內，在厭氧發酵罐內由上至下依次設置有噴淋穿孔板和篩板，厭氧發酵罐頂端與噴淋穿孔板之間的區域為氣室，噴淋穿孔板與篩板之間的區域為噴淋區，篩板與進料口之間的區域為發酵區，進料口至厭氧發酵罐底部的區域為滲濾層。

2.根據權利要求1所述的有機垃圾高固體厭氧反應裝置，其特征在于，所述厭氧發酵罐的滲濾層的空腔內填充有卵石，卵石的平均粒徑為2～3cm。

3.根據權利要求1或2所述的有機垃圾高固體厭氧反應裝置，其特征在于，沼液噴淋回流管位于厭氧發酵罐內的一端管口擴為喇叭狀，喇叭狀管口距離穿孔板的距離為30～50cm，所述噴淋區高度為20～35cm，所述發酵區的高度為2.0～4.5m。

4.根據權利要求1或2所述的有機垃圾高固體厭氧反應裝置，其特征在于，預處理池回流管的一端與四通管件的其中一個端口連接，另一端連接在預處理池的頂部并與預處理池內部連通，在排水管、預處理池回流管和沼液噴淋回流管的管路上分別設置有控制管路連通或閉合的蝶閥。

5.根據權利要求1或2所述的有機垃圾高固體厭氧反應裝置，其特征在于，所述的集液管出口與厭氧發酵罐的出料口位于厭氧發酵罐側壁的同一側，出料口位于篩板的下方。

6.根據權利要求1或2所述的有機垃圾高固體厭氧反應裝置，其特征在于，在厭氧發酵罐的罐體側壁外部設置保溫層，保溫層的厚度為8～10cm，保溫材料選用聚氨酯，保溫層外包覆有彩鋼板，所述的厭氧發酵罐采用玻璃鋼或不銹鋼制作。

7.根據權利要求1或2所述的有機垃圾高固體厭氧反應裝置，其特征在于，噴淋穿孔板上小孔的孔徑為0.3～0.8cm，孔與孔的中心間距3～5cm，所述的篩板型式為條縫篩板，篩板的材料采用不銹鋼材料，所述厭氧發酵罐側壁下部設置有用于大出料或檢修的液壓啟閉門，所述的液壓啟閉門與厭氧發酵罐的進料口相對。

8.根據權利要求1或2所述的有機垃圾高固體厭氧反應裝置，其特征在于，所述的預處理池有效容積為厭氧發酵區有效容積的1/10～1/15，厭氧發酵罐的底部呈倒圓錐形，倒圓錐形的錐角為100～120°，優選的，所述的進料口位于倒圓錐形側壁的上部，在預處理池內還設置有攪拌裝置，所述的回流泵的功率為0.75kW，流量為10m³/h，揚程為10m；所述粉碎機的功率為1.5-3.0kW，粉碎能力為200～350kg/h。

9.權利要求1所述的有機垃圾高固體厭氧反應裝置的應用，適用于村鎮的有機垃圾的發酵產沼氣，粉碎后有機垃圾在厭氧發酵罐中停留15～20天進行厭氧發酵，厭氧發酵罐的適宜有效容積為5～30立方米。

10.一種利用權利要求1所述的有機垃圾高固體厭氧反應裝置進行厭氧反應的方法，步驟如下：

（1）分類后的有機垃圾填入粉碎機，經粉碎機粉碎至粒徑1～2cm，

（2）經步驟（1）粉碎后的有機垃圾進入預處理池，初次進料時加入有機垃圾重量20～30%的厭氧污泥，攪拌均勻，攪拌后堆漚預處理24～36h，所述的厭氧污泥的含水率為40～50%；正常運行后，每次進料時，同向預處理池加入粉碎后的有機垃圾重量1/2～1/3的發酵液，開啟回流泵和預處理池回流管上的蝶閥，通過預處理池回流管向預處理池回流發酵液；

（3）然后開啟螺旋輸送裝置，將經步驟（2）處理后的有機垃圾輸入至厭氧發酵罐內進行厭氧發酵15～20天，厭氧發酵產生的發酵液通過預處理池回流管回流至步驟（2）中的預處理池中，每日開啟沼液噴淋回流管噴淋發酵液5～8min，所述的每日發酵液的加入量占厭氧發酵罐內物料的10～20%。