[發明專利]一種高固態厭氧消化裝置及方法

有效

• 申請號: 201810509225.8
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108728348B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 郭海剛;楊增軍;趙偉偉
• 申請（專利權）人: 河北工程大學
• 主分類號: C12M1/36
• 分類號: C12M1/36;C12M1/107;C12M1/02;C12M1/00;C12P5/02;C02F11/04
• 代理公司: 河北冀創信達知識產權代理事務所(普通合伙) 13159
• 代理人: 柳旭冉

本發明涉及一種高固態厭氧消化裝置及方法。裝置包括厭氧消化區、進料混料區、管道分布區和控制系統；厭氧消化區和進料混料區通過混料泵相連；進料混料區通過管道分布區的進料管道、旋轉分布器與厭氧消化區的消化罐上部相連；控制系統通過電路線控制整個厭氧消化系統的運行。在混料泵、進料泵和旋轉分布器的作用下實現物料再分布和均勻混合，在不影響消化罐厭氧消化的情況下，可以實現物料連續進出料和分層采樣。本發明實現高固體含量，低流動性的原料和接種料充分混合，消化罐各部分區域所產生的氣體都可在旋轉分布過程中充分釋放，推動反應平衡向提高產氣方向進行。整個過程全程密封，減少了外界空氣對消化罐內厭氧消化的干擾。

技術領域

本發明涉及利用污水處理廠剩余污泥、禽畜糞便、農作物秸稈、生活有機垃圾等廢棄物生產沼氣能源的厭氧消化裝置及方法，特別涉及一種固態厭氧消化裝置及方法，屬于微生物厭氧消化技術領域。

背景技術

當前，傳統的厭氧消化制沼氣的方法采用濕式消化，需要消耗大量的清水來調配厭氧消化濃度；而厭氧消化結束后，沼渣、沼液的排放，尤其是沼液的排放量特別大，按照傳統5％以下的含固率計算，沼液的排放量就達到厭氧消化底物的95％以上，這對沼液的消納帶來了極大的問題；尤其是規模化沼氣工程，廠區周邊很難有打量的土地來接納大量的沼液，處理不好就會造成二次污染。近些年興起的固態厭氧消化技術，厭氧消化底物干物質量在15％以上，與傳統濕式消化相比，明顯提高了單位容積產氣量，并且產生的消化產物不需要脫水處理，節約水資源和能源，降低了后續處理費用，也保護了環境。但是，目前的固態厭氧消化由于固體濃度高，難以采用連續投料的方式進行，主要采用間歇批式進料的方式，如常用的車庫式厭氧消化。車庫式厭氧消化底物不流動，難以攪拌，或是攪拌能耗高，底物間異質性嚴重，影響了容積產氣率；同時，車庫式固態厭氧消化采樣困難，其厭氧消化過程的研究均是采用破壞性試驗，這就增加了試驗的麻煩，也增加了試驗的成本。

高立洪等人(公開號：CN202705360U2012年提出一種可移動連續推流式干發酵裝置，通過螺旋推進器實現連續進出料，同時設計了噴淋管噴淋收集的滲濾液。曹杰等人(公開號：205635602U2016年提出一種車庫式干發酵模擬裝置，設計了噴淋系統，可以實現沼液的回流噴淋，防止局部酸中毒。但是，這些設計對發酵倉內的物料難以混合，發酵倉底部物料產沼氣釋放困難，也不適宜不同發酵倉部位連續采樣。

發明內容

為了克服上述固態厭氧消化問題(厭氧消化底物干物質量在15％以上)，本發明提供一種低能耗、可連續進出料、易攪拌混勻的固態厭氧消化裝置，該裝置，進出料方便，采樣簡單，混料均勻，提高了傳熱傳質效率和產氣效率，提高了裝置的靈活性和實用性。

本發明的另一個目的是提供一種固態厭氧消化方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種高固態厭氧消化裝置：包括厭氧消化區、進料混料區、管道分布區和控制系統；厭氧消化區和進料混料區通過混料泵相連；進料混料區通過管道分布區的進料管道、旋轉分布器與厭氧消化區的消化罐上部相連；控制系統通過電路線控制整個厭氧消化系統的運行。

所述厭氧消化區包括消化罐和排氣系統，消化罐包括清洗系統、壓力傳感器、安全閥、人孔、視鏡、人梯和保溫加熱層；所述的消化罐底部為錐形結構，外層設有保溫材料，中間層利用電加熱方式或是水循環加熱方式加熱，確保消化罐內的溫度保持在設定溫度；壓力傳感器為平面膜壓力傳感器；消化罐上部設置旋轉分布器；視鏡為雨刷帶燈視鏡。

所述進料混料區包括混料泵和進料泵，其中混料泵直接與所述的消化罐底部相連，所述的進料泵進料口上部布置進料斗，儲存消化原料。