【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及廢棄物處理與資源化利用，尤其是涉及一種連續式高含固率厭氧發酵裝備及其使用方法。
技術介紹
1、目前，我國有機廢棄物呈現產量大、種類多的特點。廢棄物來源多樣主要包括廚余垃圾、園林廢棄物、城鎮污水處理廠污泥、人類糞便，以及農業廢棄物中的畜禽糞便、秸稈等。相關統計數據顯示，我國每年畜禽糞便的產生量高達約38億噸，農作物秸稈的年產生量約為10億噸，亟待探尋一種高效協同處理方案。
2、生物質能的開發利用已成為各國研究和發展的熱點。厭氧發酵技術作為生物質能開發利用的重要途徑之一，以其高能效、低污染、可再生等優點，在農業廢棄物、城市垃圾等生物質資源的處理與利用中發揮著重要作用。我國目前沼氣厭氧發酵主要以cstr等濕法厭氧發酵為主，雖然技術較為成熟，但仍存在容積產氣率低、高耗能、高水耗、廢水產量大且難以處理的問題。國外較為先進的生物天然氣項目多采用含固率大于20％的干法發酵技術，干式厭氧發酵具有如下優勢：1）需水量低，產生的沼液較少，減少處理成本；2）容積產率高，單位體積內有機負荷率高；3）有機固體廢棄物預處理較為簡單。但傳統干式厭氧發酵也存在一定的缺陷：1）以堆肥和淋濾等批序式為主，傳熱傳質困難、發酵效率低；2）部分連續式干法發酵受制于自動控制水平，所采用的攪拌裝置與固體原料接觸磨損嚴重，且攪拌死角較大，而且大多采用減速機攪拌，減速機攪拌的攪拌速度快，且能耗高；3）厭氧發酵微生物與反應底物接觸不均勻，發酵周期長；4）物料含水率較低，存在嚴重的異質性。
3、高含固率厭氧發酵技術不僅具有干式厭氧發酵的優勢，還
4、因此，開發一種自動化控制水平高、能連續處理多元有機固體廢棄物、結構簡單、便于初始物料性質調節、攪拌均勻的厭氧發酵反應器，成為促進行業發展的迫切需求。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種連續式高含固率厭氧發酵裝備及其使用方法，解決上述
技術介紹
中提到的目前高含固率厭氧發酵反應器結構復雜、智能化控制水平低、均質性差、難以連續處理多元有機固體廢棄物等問題，實現可連續處理高含固率多元有機固體廢棄物，有機固體廢棄物在反應器內充分混合，所產生的發酵殘余物可實現全量堆肥，并配備一體化智能控制系統。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了一種連續式高含固率厭氧發酵裝備，包括：
3、多元物料協同進料系統，用于對高含固率多元有機固體廢棄物進行處理；
4、臥式厭氧發酵倉，與所述多元物料協同進料系統通過輸送管道相連，用于對處理后的高含固率多元有機固體廢棄物進行發酵；
5、液壓驅動的推流式低速強混合攪拌系統，設置在所述臥式厭氧發酵倉內，用于對高含固率多元有機固體廢棄物進行攪拌；
6、溫度和動力協同控制系統，驅動所述液壓驅動的推流式低速強混合攪拌系統和所述多元物料協同進料系統。
7、優選的，所述液壓驅動的推流式低速強混合攪拌系統包括設置在所述發酵箱體內的攪拌軸，所述攪拌軸上均勻分布有攪拌葉片，所述攪拌軸的一端與所述攪拌箱體通過第一軸承座相連，另一端穿過所述發酵箱體通過第二軸承座與外側的液壓驅動裝置相連，所述液壓驅動裝置連接液壓站。采用液壓攪拌提供動力傳輸，避免了原有的減速機攪拌的方式，在低速條件下也可以實現有效攪拌，，避免了能量浪費，節約能耗。
8、優選的，所述攪拌軸上的每個攪拌葉片的軸向間距為50?cm，攪拌軸每處葉片點位僅存在一個單側攪拌葉片，每個攪拌葉片與軸向上一個攪拌葉片按順時針依次按90°角度順位排列，且攪拌葉片平面與軸向呈67°分布在攪拌軸上。采用液壓攪拌并結合攪拌葉片的角度、間距、形態設計，可以在慢速攪拌的條件下實現對物料的均勻無死角攪拌，節約能耗的同時還能提高攪拌效率，進而提升裝置的發酵效率。
9、優選的，所述攪拌軸的轉速為每秒1°，每小時轉三圈，每圈轉6分鐘。
10、優選的，所述攪拌軸的直徑為27.3?cm，攪拌葉片為頂部須呈1/4圓、兩邊平行的長條形，攪拌葉片的葉片寬度為20?cm，攪拌葉片的中線長度為臥式厭氧發酵倉內高的37.2%。
11、優選的，所述臥式厭氧發酵倉包括發酵箱體，所述發酵箱體的上方設置有觀察口和沼氣出氣口，內部設置有電輔熱組件和雷達液位探測裝置。
12、優選的，所述多元物料協同進料系統包括進料倉，所述進料倉連接外部輸水管道，所述進料倉內設置有自動化控制的螺旋攪拌軸，所述螺旋攪拌軸的頂端連接電機輸出軸，所述進料倉的底部設置有輸送螺桿泵，實現一人即可輕松完成全部進料工作。
13、優選的，所述溫度和動力協同控制系統包括智能控制系統，智能控制系統集成液壓驅動的推流式低速強混合攪拌系統、多元物料協同進料系統和電輔熱組件一體化控制。
14、本專利技術還提供了上述一種連續式高含固率厭氧發酵裝備的使用方法，包括以下步驟：
15、步驟一、初次發酵時，向進料倉內投入厭氧污泥，打開輸送螺桿泵將接種物輸送至發酵箱體，至發酵箱體內的接種物體積達到發酵箱體體積的1/3；
16、步驟二、通過電輔熱組件，將發酵箱體的溫度加熱至35±1℃或55±1℃；
17、步驟三、每日向進料倉內投入1-2m3的高含固率多元有機固體廢棄物，打開輸水管道將含固率調節至15%-20%，使用螺旋攪拌軸將其攪拌均勻，再打開輸送螺桿泵將其輸送至發酵箱體，使用液壓驅動的推流式低速強混合攪拌系統的攪拌軸進行攪拌；
18、步驟四、當發酵箱體的內部物料達到箱體體積的2/3時，打開出料電機，根據進料量定期從出料口輸出相同體積的厭氧發酵殘余物。
19、因此，本專利技術采用上述一種連續式高含固率厭氧發酵裝備及其使用方法，具體有益效果如下：
20、（1）本專利技術攪拌系統采用液壓驅動單軸推流式攪拌，同時結合攪拌軸上的攪拌葉片的角度、間距、形態設計，通過仿真模擬測定運行效果，并測定不同區域含固率衡量實際運行效果，經過驗證，其兼顧結構簡單、攪拌死角少、能耗低的優點，在低速攪拌的條件下實現了對物料的均勻無死角攪拌，節約能耗的同時還能提高攪拌效率，進而提升裝置的發酵效率和整體能效；
21、（2）本專利技術的裝置可以實現連續處理高含固本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種連續式高含固率厭氧發酵裝備，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種連續式高含固率厭氧發酵裝備，其特征在于：所述液壓驅動的推流式低速強混合攪拌系統包括設置在所述發酵箱體內的攪拌軸，所述攪拌軸上均勻分布有攪拌葉片，所述攪拌軸的一端與所述攪拌箱體通過第一軸承座相連，另一端穿過所述發酵箱體通過第二軸承座與外側的液壓驅動裝置相連，所述液壓驅動裝置連接液壓站。
3.根據權利要求2所述的一種連續式高含固率厭氧發酵裝備，其特征在于：所述攪拌軸上的每個攪拌葉片的軸向間距為50?cm，攪拌軸每處葉片點位僅存在一個單側攪拌葉片，每個攪拌葉片與軸向上一個攪拌葉片按順時針依次按90°角度順位排列，且攪拌葉片平面與軸向呈67°分布在攪拌軸上。
4.根據權利要求3所述的一種連續式高含固率厭氧發酵裝備，其特征在于：所述攪拌軸的轉速為每秒1°，每小時轉三圈，每圈轉6分鐘。
5.根據權利要求4所述的一種連續式高含固率厭氧發酵裝備，其特征在于：所述攪拌軸的直徑為27.3?cm，攪拌葉片為頂部須呈1/4圓、兩邊平行的長條形，攪拌葉片的葉片寬度為20?cm
6.根據權利要求5所述的一種連續式高含固率厭氧發酵裝備，其特征在于：所述臥式厭氧發酵倉包括發酵箱體，所述發酵箱體的上方設置有觀察口和沼氣出氣口，內部設置有電輔熱組件和雷達液位探測裝置。
7.根據權利要求6所述的一種連續式高含固率厭氧發酵裝備，其特征在于：所述多元物料協同進料系統包括進料倉，所述進料倉連接外部輸水管道，所述進料倉內設置有螺旋攪拌軸，所述螺旋攪拌軸的頂端連接電機輸出軸，所述進料倉的底部設置有輸送螺桿泵。
8.根據權利要求7所述的一種連續式高含固率厭氧發酵裝備，其特征在于：所述溫度和動力協同控制系統包括智能控制系統，智能控制系統集成液壓驅動的推流式低速強混合攪拌系統、多元物料協同進料系統和電輔熱組件一體化控制。
9.一種如權利要求1-8任一項所述的連續式高含固率厭氧發酵裝備的使用方法，其特征在于：包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種連續式高含固率厭氧發酵裝備，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種連續式高含固率厭氧發酵裝備，其特征在于：所述液壓驅動的推流式低速強混合攪拌系統包括設置在所述發酵箱體內的攪拌軸，所述攪拌軸上均勻分布有攪拌葉片，所述攪拌軸的一端與所述攪拌箱體通過第一軸承座相連，另一端穿過所述發酵箱體通過第二軸承座與外側的液壓驅動裝置相連，所述液壓驅動裝置連接液壓站。
3.根據權利要求2所述的一種連續式高含固率厭氧發酵裝備，其特征在于：所述攪拌軸上的每個攪拌葉片的軸向間距為50?cm，攪拌軸每處葉片點位僅存在一個單側攪拌葉片，每個攪拌葉片與軸向上一個攪拌葉片按順時針依次按90°角度順位排列，且攪拌葉片平面與軸向呈67°分布在攪拌軸上。
4.根據權利要求3所述的一種連續式高含固率厭氧發酵裝備，其特征在于：所述攪拌軸的轉速為每秒1°，每小時轉三圈，每圈轉6分鐘。
5.根據權利要求4所述的一種連續式高含固率厭氧發酵裝備，其特征在于：所述攪拌軸的直徑為27.3?c...
【專利技術屬性】
技術研發人員：羅文海，亓傳仁，封宇，張隴利，段崇東，李國學，彭生平，
申請(專利權)人：中國農業大學，
類型：發明
國別省市：
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