專利名稱：一種好氧-厭氧聯(lián)合固態(tài)發(fā)酵裝置及發(fā)酵方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可用于生物質(zhì)廢棄物干燥或堆肥的好氧-厭氧聯(lián)合固態(tài)發(fā)酵的裝置及發(fā)酵方法，屬于廢物資源化應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
固態(tài)發(fā)酵是微生物在沒有或基本沒有游離水的固態(tài)基質(zhì)上的發(fā)酵方式，固態(tài)基質(zhì)中氣、液、固三相并存，即多孔性的固態(tài)基質(zhì)中含有水和水不溶性物質(zhì)同。與液態(tài)發(fā)酵相比， 固態(tài)發(fā)酵有以下優(yōu)點(diǎn)1、水分活度低，基質(zhì)水不溶性高，微生物易生長，酶活力高，酶系豐富；2、發(fā)酵過程粗放，不需嚴(yán)格無菌條件；3、設(shè)備構(gòu)造簡單、投資少、能耗低、易操作；4、后處理簡便、污染少，基本無廢水排放。在發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，相對(duì)于液態(tài)發(fā)酵，固態(tài)發(fā)酵因其傳統(tǒng)技術(shù)存在的諸多弊端逐漸被克服，優(yōu)勢(shì)越來越明顯，正日益受到廣泛的關(guān)注，特別在應(yīng)用于廢棄生物質(zhì)資源化方面。其中，固態(tài)厭氧發(fā)酵目前已經(jīng)成為生物質(zhì)特別生物質(zhì)廢棄物能源化的一個(gè)熱點(diǎn)技術(shù)厭氧發(fā)酵過程是厭氧微生物對(duì)生物質(zhì)的還原分解作用，其產(chǎn)物是一種高效、清潔能源， 即以甲烷為主要成分的沼氣。一般來說，厭氧微生物的活動(dòng)和還原過程需要消耗熱量，通常由燃燒部分產(chǎn)生的沼氣來供應(yīng)。另外一種固態(tài)發(fā)酵技術(shù)——固態(tài)好氧發(fā)酵則是好氧微生物對(duì)有機(jī)物的氧化作用，生物質(zhì)成分分解成腐殖質(zhì)的過程中緩慢釋放熱量，通常以攪拌、通風(fēng)等方式加以冷卻，發(fā)酵物料的水分逐漸被蒸發(fā)，物料得以干燥。固態(tài)好氧發(fā)酵常直接用于生物質(zhì)廢棄物堆肥，或用做經(jīng)濃縮處理后的厭氧發(fā)酵污泥堆肥技術(shù)(即固態(tài)厭氧發(fā)酵-好氧堆肥技術(shù))，目前已經(jīng)在生物質(zhì)廢棄物如城市生活垃圾的處理上得以廣泛地成功地應(yīng)用。因具有操作溫度低、能耗低、效果顯著等優(yōu)點(diǎn)，固態(tài)好氧發(fā)酵常作為生物質(zhì)廢物利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)干燥的首選技術(shù)，受到生物質(zhì)行業(yè)眾多企業(yè)的青睞。但是，以生產(chǎn)沼氣能源化為主要目的固態(tài)厭氧發(fā)酵過程會(huì)產(chǎn)生高含水的污泥，一般需經(jīng)濃縮后才能進(jìn)行固態(tài)好氧發(fā)酵干燥/堆肥，而濃縮過程通常會(huì)產(chǎn)生大量高含有機(jī)物的廢水，需要專門的污水處理設(shè)施來進(jìn)行處理，這一問題導(dǎo)致其在很多場合尤其是有環(huán)保要求但不適宜建設(shè)污水處理設(shè)施的中小企業(yè)內(nèi)部不易實(shí)現(xiàn)；而好氧發(fā)酵干燥/堆肥過程通常需要機(jī)械方式(如攪拌、鼓風(fēng))來均化物料、釋放熱量，其結(jié)果是，一方面是低品位熱量的浪費(fèi)(低溫?zé)崃康尼尫?，一方面則是對(duì)高品位能耗的需求(用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng))。因此， 充分發(fā)揮固態(tài)厭氧發(fā)酵和固態(tài)好氧發(fā)酵各自的特點(diǎn)，最大程度地避免或平衡它們的不利方面，將大大提高固態(tài)發(fā)酵技術(shù)的綜合效益和實(shí)用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出了一種可用于輕工業(yè)生物質(zhì)廢棄物實(shí)現(xiàn)干燥進(jìn)而利于其后續(xù)資源化、或直接用作堆肥制取有機(jī)肥料的固態(tài)好氧-厭氧聯(lián)合發(fā)酵裝置及發(fā)酵方法。本發(fā)明的目的之一在于提供一種好氧-厭氧聯(lián)合固態(tài)發(fā)酵裝置，包括位于中央的固態(tài)厭氧發(fā)酵床以及固態(tài)厭氧發(fā)酵床外圍的固態(tài)好氧發(fā)酵床，兩者之間以導(dǎo)熱板隔開，可以充分利用固態(tài)好氧發(fā)酵過程產(chǎn)生的低品位熱量，通過良好的熱傳導(dǎo)為固態(tài)厭氧發(fā)酵過程提供熱量；所述固態(tài)厭氧發(fā)酵床底部設(shè)有厭氧污泥回流系統(tǒng)，自下而上穿過固態(tài)厭氧發(fā)酵床，其末端分為兩路，分別接入固態(tài)厭氧發(fā)酵床與固態(tài)好氧發(fā)酵床，污泥主要被好氧干燥/ 堆肥外，部分用于厭氧發(fā)酵過程的接種和攪拌；頂部設(shè)有產(chǎn)氣收集系統(tǒng)，與動(dòng)力供熱系統(tǒng)連接；所述動(dòng)力供熱系統(tǒng)的供熱管道自下而上穿過固態(tài)厭氧發(fā)酵床，并均勻分布于固態(tài)厭氧發(fā)酵床的內(nèi)壁周邊。本發(fā)明所述固態(tài)厭氧發(fā)酵床與固態(tài)好氧發(fā)酵床底部設(shè)有支撐結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述厭氧污泥回流系統(tǒng)包括厭氧污泥回流管、污泥泵和厭氧污泥排放管。本發(fā)明所述固態(tài)厭氧發(fā)酵床頂部設(shè)有進(jìn)料口，底部設(shè)置為錐形，利于污泥的排出， 與厭氧污泥排放管相連通。所述固態(tài)好氧發(fā)酵床包括進(jìn)料及接種區(qū)、底部出料口及發(fā)酵床上沿的好氧發(fā)酵床攪拌系統(tǒng)。其中，所述好氧發(fā)酵床攪拌系統(tǒng)的平臺(tái)上設(shè)置有鋸齒凹槽軌道，所述平臺(tái)與一水平行走輪軸連接；所述水平行走輪由水平行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)可沿鋸齒凹槽軌道水平行走；所述平臺(tái)下沿設(shè)有刮板攪拌器，由攪拌電機(jī)驅(qū)動(dòng)；平臺(tái)底部安裝有導(dǎo)向輪。所述水平行走電機(jī)和攪拌電機(jī)均固定在攪拌系統(tǒng)平臺(tái)上。所述刮板攪拌器上端通過刮板支撐架連接到攪拌系統(tǒng)平臺(tái)，下端通過升降索在前方連接到攪拌系統(tǒng)平臺(tái)上；刮板攪拌器上設(shè)置有多個(gè)齒狀鉤。好氧發(fā)酵床攪拌系統(tǒng)布置了帶齒刮板攪拌器，能實(shí)現(xiàn)物料的上下翻轉(zhuǎn)、徹底的混合；好氧發(fā)酵床攪拌系統(tǒng)布置了升降索，用于調(diào)節(jié)攪拌的高度，也起到分散了刮板支撐架受力的作用；好氧發(fā)酵床攪拌系統(tǒng)采用凸齒狀行走輪和鋸齒凹槽軌道，能推動(dòng)發(fā)酵物料水平行走，便于進(jìn)料和出料，并控制物料的攪拌強(qiáng)度與停留時(shí)間。本發(fā)明的另一目的在于提供一種好氧-厭氧聯(lián)合固態(tài)發(fā)酵方法，其特征在于，包括以下步驟1)啟動(dòng)固態(tài)好氧發(fā)酵將已接種的物料經(jīng)進(jìn)料及接種區(qū)放入固態(tài)好氧發(fā)酵床中進(jìn)行好氧發(fā)酵，待發(fā)酵完成之后，從底部出料口排出，然后放入新鮮物料，并按接種比0. 2 0. 3從已經(jīng)完成好氧發(fā)酵的腐料中取出一定量與之混合接種，開始新的好氧發(fā)酵過程，隨后用刮板攪拌器將放入的物料前推，重復(fù)進(jìn)料接種過程，直至完成整個(gè)好氧發(fā)酵床中物料的更換，固態(tài)好氧發(fā)酵床開始正常運(yùn)行；2)啟動(dòng)固態(tài)厭氧發(fā)酵固態(tài)好氧發(fā)酵床正常啟動(dòng)之后，將已接種的物料由進(jìn)料口放入固態(tài)厭氧發(fā)酵床， 待發(fā)酵完成之后，由厭氧污泥回流系統(tǒng)轉(zhuǎn)移厭氧發(fā)酵產(chǎn)物到好氧發(fā)酵床的進(jìn)料及接種區(qū)， 作為部分待好氧發(fā)酵的物料或接種物，同時(shí)補(bǔ)充新鮮物料到固態(tài)厭氧發(fā)酵床，如此反復(fù)，直至完成整個(gè)固態(tài)厭氧發(fā)酵床中物料的更換并開始正常運(yùn)行；固態(tài)厭氧發(fā)酵床中產(chǎn)生的沼氣經(jīng)產(chǎn)氣收集系統(tǒng)輸送和凈化之后，供給動(dòng)力供熱系統(tǒng)燃燒，產(chǎn)生水蒸氣，為好氧發(fā)酵床攪拌系統(tǒng)提供能耗，殘余水蒸氣則可用于加熱動(dòng)力供熱系統(tǒng)的供熱管道。所述啟動(dòng)好氧發(fā)酵步驟中的接種比優(yōu)選為0. 25。
與已有技術(shù)方案相比，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明所涉及的裝置實(shí)現(xiàn)了固態(tài)好氧-厭氧發(fā)酵的有機(jī)聯(lián)合，充分利用固態(tài)好氧發(fā)酵過程產(chǎn)生的低品位熱量，通過良好的熱傳導(dǎo)為固態(tài)厭氧發(fā)酵過程提供熱量，而厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣通過在加熱保暖系統(tǒng)的鍋爐內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫水蒸氣，驅(qū)動(dòng)蒸汽發(fā)電機(jī)發(fā)電， 以供應(yīng)好氧發(fā)酵過程的機(jī)械能耗，剩余蒸汽則可加熱回流管道，通過供熱管道補(bǔ)充厭氧發(fā)酵過程的額外熱耗及極端低溫條件下裝置的保暖。通過合理的發(fā)酵床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化的物料的投放比例，使得厭氧發(fā)酵過程產(chǎn)生的高含水污泥能全量添加到好氧發(fā)酵物料中一起被好氧發(fā)酵過程完全消化，從而徹底避免了二次廢水的排放。本裝置及相應(yīng)的技術(shù)方案能適應(yīng)產(chǎn)生生物質(zhì)廢物的各類場所，無需額外的能耗， 甚至產(chǎn)生富余電能，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，無二次污染。特別是對(duì)于追求殘余生物質(zhì)資源化的中小型輕工生物質(zhì)企業(yè)，該裝置能作為一種高效、低能耗的生物質(zhì)干燥設(shè)備，為生物質(zhì)廢物后續(xù)實(shí)現(xiàn)包括堆制有機(jī)肥在內(nèi)的多種資源化過程提供支持。


附圖1為本發(fā)明好氧-厭氧聯(lián)合固態(tài)發(fā)酵裝置俯視圖；附圖2為圖IA-A向剖面示意圖；附圖3本發(fā)明好氧發(fā)酵床攪拌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-固態(tài)好氧發(fā)酵床、2-固態(tài)厭氧發(fā)酵床、3-好氧發(fā)酵床出料口、4-好氧發(fā)酵床進(jìn)料及接種區(qū)、5-厭氧發(fā)酵床進(jìn)料口、6-厭氧發(fā)酵床產(chǎn)氣收集系統(tǒng)、7-好氧發(fā)酵床攪拌系統(tǒng)、 8-動(dòng)力供熱系統(tǒng)、9-厭氧污泥回流系統(tǒng)、10-厭氧污泥回流管、11-污泥泵、12-厭氧污泥排放管、13-好氧生物質(zhì)廢物原料、14-厭氧生物質(zhì)廢物原料、15-支撐結(jié)構(gòu)、16-攪拌電機(jī)、 17-水平行走輪、18-皮帶、19-水平行走電機(jī)、20-鋸齒凹槽軌道、21-攪拌系統(tǒng)平臺(tái)、22-導(dǎo)向輪、23-刮板支撐架、24-刮板攪拌器、25-齒狀鉤、26-升降索下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。但下述的實(shí)例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的權(quán)利范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
具體實(shí)施例方式為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實(shí)施例如下一種好氧-厭氧聯(lián)合固態(tài)發(fā)酵裝置，包括位于中央的固態(tài)厭氧發(fā)酵床2以及固態(tài)厭氧發(fā)酵床2外圍的固態(tài)好氧發(fā)酵床1，兩者之間以傳熱良好的導(dǎo)熱板(如鐵板、鋁板或銅板等)隔開，可以充分利用固態(tài)好氧發(fā)酵過程產(chǎn)生的低品位熱量，通過良好的熱傳導(dǎo)為固態(tài)厭氧發(fā)酵過程提供熱量。所述固態(tài)厭氧發(fā)酵床2頂部設(shè)有進(jìn)料口 5，底部設(shè)置為錐形，與厭氧污泥排放管12 相連通。本發(fā)明所述的固態(tài)厭氧發(fā)酵床2底部設(shè)有厭氧污泥回流系統(tǒng)9包括厭氧污泥回流管10、污泥泵11和厭氧污泥排放管12，自下而上穿過固態(tài)厭氧發(fā)酵床2，其末端分為兩路， 一路到固態(tài)厭氧發(fā)酵床2頂部，一路到好氧發(fā)酵床1上邊沿(好氧發(fā)酵床進(jìn)料及接種區(qū)4)，污泥主要被好氧干燥/堆肥外，部分用于厭氧發(fā)酵過程的接種和攪拌；頂部設(shè)有產(chǎn)氣收集系統(tǒng)6，用于收集厭氧發(fā)酵過程產(chǎn)生的沼氣，與動(dòng)力供熱系統(tǒng)8的鍋爐連接；所述動(dòng)力供熱系統(tǒng)8包括沼氣鍋爐及供熱管道、蒸汽發(fā)電機(jī)及線路、熱交換器、發(fā)酵床外保溫層、管道保溫層等，供熱管道自下而上穿過固態(tài)厭氧發(fā)酵床，并均勻分布于固態(tài)厭氧發(fā)酵床2的內(nèi)壁周邊。所述固態(tài)厭氧發(fā)酵床2與固態(tài)好氧發(fā)酵床1底部設(shè)有支撐結(jié)構(gòu)15，例如立柱形式。所述固態(tài)好氧發(fā)酵床1包括進(jìn)料及接種區(qū)4、底部出料口 3及發(fā)酵床上沿的好氧發(fā)酵床攪拌系統(tǒng)7。好氧發(fā)酵床攪拌系統(tǒng)7的核心部件包括攪拌電機(jī)16、水平行走輪17、水平行走電機(jī)19、鋸齒凹槽軌道20、攪拌系統(tǒng)平臺(tái)21、刮板攪拌器M。攪拌系統(tǒng)平臺(tái)21通過軸承與能轉(zhuǎn)動(dòng)的水平行走輪17軸連接，水平行走電機(jī)19和攪拌電機(jī)16均固定在攪拌系統(tǒng)平臺(tái)21 上，水平行走輪17和刮板攪拌器M分別由水平行走電機(jī)19和攪拌電機(jī)16通過皮帶18來驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在安置于固態(tài)好氧發(fā)酵床1上沿的鋸齒凹槽軌道20上的水平行走及在固態(tài)好氧發(fā)酵床1中對(duì)物料的攪拌，刮板攪拌器M上安置多個(gè)齒狀鉤25，能將前方底部的物料翻轉(zhuǎn)到后方頂部，刮板攪拌器M上端通過刮板支撐架23連接到攪拌系統(tǒng)平臺(tái)21，起到支撐作用，下端通過升降索沈在前方連接到攪拌系統(tǒng)平臺(tái)21上，減輕刮板攪拌器M對(duì)刮板支撐架23的扭力，調(diào)節(jié)升降索沈長度可改變攪拌物料的深度。導(dǎo)向輪22安裝在攪拌系統(tǒng)平臺(tái) 21底部，并卡在底部開槽的鋸齒凹槽軌道20下端，可引導(dǎo)方向使其繞環(huán)形軌道行走。本發(fā)明還提供了一種好氧-厭氧聯(lián)合固態(tài)發(fā)酵方法設(shè)發(fā)酵裝置設(shè)計(jì)、運(yùn)行參數(shù)如下V1 = (I+R^Q^VP ！V1-固態(tài)厭氧發(fā)酵床有效體積，m3 ；禮-厭氧發(fā)酵回流比，Q1-厭氧發(fā)酵負(fù)荷量，t/d ； T1-厭氧發(fā)酵周期，Cl5P1-厭氧發(fā)酵物料密度，t/m3。V2 = (1+R2)Q2*T2/p 2V2-固態(tài)好氧發(fā)酵床有效體積，m3出2-好氧發(fā)酵接種比，好氧發(fā)酵負(fù)荷量，t/d ； T2-好氧發(fā)酵周期，d;P2-好氧發(fā)酵物料密度，t/m3。將總體積V2的已接種待好氧處理的物料經(jīng)好氧發(fā)酵床進(jìn)料及接種區(qū)4放入固態(tài)好氧發(fā)酵床1中，進(jìn)行好氧發(fā)酵，待好氧發(fā)酵周期T2天發(fā)酵完成之后，第T2+l天從好氧發(fā)酵床出料口 3排出負(fù)荷量A的物料，然后放入負(fù)荷量A的新鮮的待好氧處理的物料，并從余下的已經(jīng)完成好氧發(fā)酵的腐料中取出1* 與之進(jìn)行混合接種，開始新的好氧發(fā)酵過程，第 Τ2+2天用刮板攪拌器23將前一天放入的物料前推，并重復(fù)進(jìn)料接種過程，直至第2T2天完成整個(gè)好氧發(fā)酵床中物料的更換，固態(tài)好氧發(fā)酵床1開始正常運(yùn)行。發(fā)酵的過程中，好氧發(fā)酵床攪拌系統(tǒng)7除了前推物料的過程中，也完成物料的適度強(qiáng)度的上下翻動(dòng)，以便于供氧和散熱。物料的前推與攪拌可通過調(diào)節(jié)水平行走電機(jī)19與攪拌電機(jī)16的轉(zhuǎn)速比來確定，存在一個(gè)平衡比值，在此比值狀態(tài)下運(yùn)行，好氧發(fā)酵床攪拌系統(tǒng)7水平行走距離內(nèi)的物料剛好能被刮板攪拌器M從前方翻轉(zhuǎn)到后方，當(dāng)大于此平衡比值時(shí)，物料被向前推移，而小于此比值時(shí)，刮板攪拌器M出現(xiàn)一定程度的空載。這一比值與好氧發(fā)酵物料的堆放高度有關(guān)。固態(tài)好氧發(fā)酵床1正常啟動(dòng)之后，按以下程序啟動(dòng)固態(tài)厭氧發(fā)酵床2 將體積V1的已完成接種的待厭氧發(fā)酵處理的物料由厭氧發(fā)酵床進(jìn)料口 5放入固態(tài)厭氧發(fā)酵床2，厭氧發(fā)酵周期T1天發(fā)酵完成之后，第 \+1天由厭氧污泥回流系統(tǒng)9轉(zhuǎn)移厭氧發(fā)酵發(fā)酵產(chǎn)物(負(fù)荷量仏)到好氧發(fā)酵床1的進(jìn)料及接種區(qū)4，作為部分待好氧發(fā)酵的物料或接種物，同時(shí)補(bǔ)充新鮮待厭氧發(fā)酵處理的物料(負(fù)荷量Q1)到固態(tài)厭氧發(fā)酵床2。如此反復(fù)，直至第21\天后完成整個(gè)固態(tài)厭氧發(fā)酵床2中物料的更換并開始正常運(yùn)行。固態(tài)厭氧發(fā)酵床2中產(chǎn)生的沼氣經(jīng)發(fā)酵床產(chǎn)氣收集系統(tǒng)6輸送和凈化之后，供給動(dòng)力供熱系統(tǒng)8的鍋爐內(nèi)燃燒，產(chǎn)生水蒸氣，以驅(qū)動(dòng)蒸汽發(fā)電機(jī)，可為好氧發(fā)酵床攪拌系統(tǒng)提供能耗，蒸汽發(fā)電機(jī)出口殘余水蒸氣則可用于加熱動(dòng)力供熱系統(tǒng)8的供熱管道，補(bǔ)充低溫條件下發(fā)酵過程的熱耗和裝置的熱損，進(jìn)而維持整個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立、穩(wěn)定地運(yùn)行。申請(qǐng)人:聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)特征以及發(fā)酵方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)結(jié)構(gòu)特征以及發(fā)酵方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)結(jié)構(gòu)特征以及發(fā)酵方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明所選用部件的等效替換以及輔助部件的增加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種好氧-厭氧聯(lián)合固態(tài)發(fā)酵裝置，其特征在于，包括位于中央的固態(tài)厭氧發(fā)酵床 (2)以及固態(tài)厭氧發(fā)酵床( 外圍的固態(tài)好氧發(fā)酵床(1)，兩者之間以導(dǎo)熱板隔開；所述固態(tài)厭氧發(fā)酵床( 底部設(shè)有厭氧污泥回流系統(tǒng)(9)，自下而上穿過固態(tài)厭氧發(fā)酵床O)，其末端分為兩路，分別接入固態(tài)厭氧發(fā)酵床( 與固態(tài)好氧發(fā)酵床(1)；頂部設(shè)有產(chǎn)氣收集系統(tǒng)(6)，與動(dòng)力供熱系統(tǒng)(8)連接；所述動(dòng)力供熱系統(tǒng)(8)的供熱管道自下而上穿過固態(tài)厭氧發(fā)酵床O)，并均勻分布于固態(tài)厭氧發(fā)酵床O)的內(nèi)壁周邊。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述固態(tài)厭氧發(fā)酵床(2)與固態(tài)好氧發(fā)酵床 (1)底部設(shè)有支撐結(jié)構(gòu)(15)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述厭氧污泥回流系統(tǒng)(9)包括厭氧污泥回流管(10)、污泥泵(11)和厭氧污泥排放管(12)。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的裝置，其特征在于，所述固態(tài)厭氧發(fā)酵床( 頂部設(shè)有進(jìn)料口，底部設(shè)置為錐形，與厭氧污泥排放管(1 相連通。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的裝置，其特征在于，所述固態(tài)好氧發(fā)酵床(1)包括進(jìn)料及接種區(qū)G)、底部出料口( 及發(fā)酵床上沿的好氧發(fā)酵床攪拌系統(tǒng)(7)。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述好氧發(fā)酵床攪拌系統(tǒng)(7)的平臺(tái)(21) 上設(shè)置有鋸齒凹槽軌道(20)，所述平臺(tái)與一水平行走輪(17)軸連接；所述水平行走輪(17)由水平行走電機(jī)(19)驅(qū)動(dòng)可沿鋸齒凹槽軌道00)水平行走；所述平臺(tái)下沿設(shè)有刮板攪拌器(M)，由攪拌電機(jī)(16)驅(qū)動(dòng)；平臺(tái)底部安裝有導(dǎo)向輪02)。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述水平行走電機(jī)(19)和攪拌電機(jī)(16)均固定在攪拌系統(tǒng)平臺(tái)上。
8.如權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述刮板攪拌器04)上端通過刮板支撐架連接到攪拌系統(tǒng)平臺(tái)(21)，下端通過升降索06)在前方連接到攪拌系統(tǒng)平臺(tái) (21)上；刮板攪拌器04)上設(shè)置有多個(gè)齒狀鉤05)。
9.一種好氧-厭氧聯(lián)合固態(tài)發(fā)酵方法，所述方法采用如權(quán)利要求1-8之一所述的裝置， 其特征在于，包括以下步驟1)啟動(dòng)固態(tài)好氧發(fā)酵將已接種的物料經(jīng)進(jìn)料及接種區(qū)(4)放入固態(tài)好氧發(fā)酵床(1)中進(jìn)行好氧發(fā)酵，待發(fā)酵完成之后，從底部出料口( 排出，然后放入新鮮物料，并按接種比0.2 0.3從已經(jīng)完成好氧發(fā)酵的物料中取出一定量與之混合接種，開始新的好氧發(fā)酵過程，隨后用刮板攪拌器將放入的物料前推，重復(fù)進(jìn)料接種過程，直至完成整個(gè)好氧發(fā)酵床(1)中物料的更換，固態(tài)好氧發(fā)酵床(1)開始正常運(yùn)行；2)啟動(dòng)固態(tài)厭氧發(fā)酵固態(tài)好氧發(fā)酵床(1)正常啟動(dòng)之后，將已接種的物料由進(jìn)料口( 放入固態(tài)厭氧發(fā)酵床O)，待發(fā)酵完成之后，由厭氧污泥回流系統(tǒng)(9)轉(zhuǎn)移厭氧發(fā)酵產(chǎn)物到好氧發(fā)酵床(1)的進(jìn)料及接種區(qū)，作為部分待好氧發(fā)酵的物料或接種物，同時(shí)補(bǔ)充新鮮物料到固態(tài)厭氧發(fā)酵床O)，如此反復(fù)，直至完成整個(gè)固態(tài)厭氧發(fā)酵床O)中物料的更換并開始正常運(yùn)行；固態(tài)厭氧發(fā)酵床O)中產(chǎn)生的沼氣經(jīng)產(chǎn)氣收集系統(tǒng)(6)輸送和凈化之后，供給動(dòng)力供熱系統(tǒng)8燃燒，產(chǎn)生水蒸氣，為好氧發(fā)酵床攪拌系統(tǒng)(7)提供能耗，殘余水蒸氣則可用于加熱動(dòng)力供熱系統(tǒng)(8)的供熱管道。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述啟動(dòng)固態(tài)好氧發(fā)酵步驟中的接種比為 0. 25。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于工業(yè)生物質(zhì)廢物干燥/堆肥的固態(tài)好氧-厭氧聯(lián)合發(fā)酵裝置，所述裝置包括位于中央的固態(tài)厭氧發(fā)酵床以及固態(tài)厭氧發(fā)酵床外圍的固態(tài)好氧發(fā)酵床，兩者之間以導(dǎo)熱板隔開；固態(tài)厭氧發(fā)酵床底部設(shè)有厭氧污泥回流系統(tǒng)，頂部設(shè)有產(chǎn)氣收集系統(tǒng)，與動(dòng)力供熱系統(tǒng)連接。本發(fā)明還提供一種利用以上裝置的好氧-厭氧聯(lián)合固態(tài)發(fā)酵方法。本發(fā)明充分利用好氧發(fā)酵過程的發(fā)熱量來供應(yīng)另外部分原料厭氧發(fā)酵的熱耗，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生物質(zhì)廢物全量干燥或肥料化。本發(fā)明具有適用范圍廣、全量化處理物料、無二次污染、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、資源化效果顯著等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C12M1/107GK102441557SQ20111032298
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者余劍, 張光義, 張聚偉, 李望良, 汪印, 許光文 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院過程工程研究所