本發(fā)明屬于厭氧消化領(lǐng)域，具體而言涉及一種將有機(jī)垃圾廢棄物等充分分解消化，高效轉(zhuǎn)化為沼氣的環(huán)中環(huán)兩級一體化厭氧發(fā)酵方法。

背景技術(shù)：

通常情況下，兩級厭氧發(fā)酵工藝由兩個(gè)消化池串聯(lián)運(yùn)行，由于兩級消化池串聯(lián)會(huì)導(dǎo)致占地面積較大，項(xiàng)目投資較大；輸送管路較長，容易發(fā)生物料堵塞；由于池壁表面散熱面積較大，保溫性能較差；且傳統(tǒng)的發(fā)酵罐采用中心攪拌或單向多點(diǎn)攪拌，處理物料含固率在8%以下，當(dāng)物料含固率高于8%時(shí)，會(huì)導(dǎo)致攪拌的均勻性較差，容易形成死角；當(dāng)攪拌機(jī)需要維護(hù)時(shí)，需要完全停止厭氧系統(tǒng)，維護(hù)完畢后，系統(tǒng)需要重新啟動(dòng)，是目前厭氧消化系統(tǒng)中的共同缺陷。

現(xiàn)有的厭氧消化系統(tǒng)通常是單體發(fā)酵罐串聯(lián)運(yùn)行的兩級發(fā)酵，單罐體串聯(lián)發(fā)酵系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)廢棄有機(jī)物的完全消化，因?yàn)楝F(xiàn)有的發(fā)酵罐內(nèi)的攪拌方法無法滿足厭氧消化的充分混合，從而無法實(shí)現(xiàn)將有機(jī)廢氣物高效的轉(zhuǎn)化為沼氣；單罐體串聯(lián)發(fā)酵系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)罐體內(nèi)部物料處于穩(wěn)定的流態(tài)，死角相對就很多，不管是從頂部進(jìn)料/出料還是從底部進(jìn)料/出料，罐體內(nèi)頂部物料很容易結(jié)殼，導(dǎo)致沼氣無法出來，罐體內(nèi)底部的物料很難流動(dòng)到頂部，底部物料厭氧菌悶死現(xiàn)象，導(dǎo)致無法有效產(chǎn)出沼氣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種對有機(jī)廢棄物料充分高效發(fā)酵，厭氧發(fā)酵系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，保證厭氧菌活躍生長的環(huán)中環(huán)兩級一體化厭氧發(fā)酵方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種環(huán)中環(huán)兩級一體化厭氧發(fā)酵方法，包括如下步驟：

步驟一：將原始物料通過勻漿池進(jìn)料口送入勻漿池內(nèi)，根據(jù)物料的狀態(tài)和容積使用勻漿池?cái)嚢柩b置對物料進(jìn)行多個(gè)不同位置的攪拌，將原始物料進(jìn)行初步的混合攪拌，并將攪拌期間產(chǎn)生的沼氣通過勻漿池服務(wù)平臺輸送至沼氣脫硫塔進(jìn)行脫硫；攪拌過程中，實(shí)時(shí)檢查和檢測勻漿池內(nèi)的物料液位，采用勻漿池液位傳感器監(jiān)測臨界高液位；同時(shí)采用勻漿池導(dǎo)波液位計(jì)監(jiān)測區(qū)域液位，用于降低由于攪拌物料造成的液位波動(dòng)對液位監(jiān)測帶來的不利因素；

步驟二：將勻漿池內(nèi)攪拌均勻的物料從勻漿池出料口輸出，通過混合流體輸送泵泵送，經(jīng)外環(huán)進(jìn)料口輸送外環(huán)發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行第一級發(fā)酵；根據(jù)物料的狀態(tài)和容積使用外環(huán)攪拌器裝置進(jìn)行多個(gè)不同位置的攪拌；同時(shí)，根據(jù)物料的實(shí)時(shí)溫度，通過環(huán)中環(huán)加熱進(jìn)水管向外環(huán)加熱管中輸送熱水對物料進(jìn)行恒溫加熱；通過外環(huán)沼氣預(yù)脫硫接口22向外環(huán)發(fā)酵罐1的外環(huán)產(chǎn)氣區(qū)3內(nèi)通入空氣進(jìn)行預(yù)脫硫，預(yù)脫硫后的沼氣通過外環(huán)服務(wù)平臺20輸送至沼氣脫硫塔30進(jìn)行二級脫硫；攪拌過程中，實(shí)時(shí)檢查和檢測外環(huán)發(fā)酵罐的物料液位，采用外環(huán)液位傳感器監(jiān)測臨界高液位；同時(shí)采用外環(huán)導(dǎo)波液位計(jì)監(jiān)測區(qū)域液位，用于降低由于攪拌物料造成的液位波動(dòng)對液位監(jiān)測帶來的不利因素；

步驟三：將外環(huán)發(fā)酵罐內(nèi)完成第一級發(fā)酵的物料從外環(huán)出料管輸出，通過混合流體輸送泵泵送，經(jīng)內(nèi)環(huán)進(jìn)料口輸送內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐進(jìn)行第二級發(fā)酵；根據(jù)物料的狀態(tài)和容積使用內(nèi)環(huán)攪拌器裝置進(jìn)行多個(gè)不同位置的攪拌；同時(shí)，根據(jù)物料的實(shí)時(shí)溫度，通過環(huán)中環(huán)加熱進(jìn)水管向內(nèi)環(huán)加熱管中輸送熱水對物料進(jìn)行恒溫加熱；通過內(nèi)環(huán)沼氣預(yù)脫硫接口5向內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐19的內(nèi)環(huán)產(chǎn)氣區(qū)8通入空氣進(jìn)行預(yù)脫硫，預(yù)脫硫后的沼氣通過內(nèi)環(huán)服務(wù)平臺12輸送至沼氣脫硫塔30進(jìn)行二級脫硫，脫硫后的沼氣通過內(nèi)環(huán)服務(wù)平臺輸送至沼氣脫硫塔進(jìn)行二級脫硫；攪拌過程中，實(shí)時(shí)檢查和檢測內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐的物料液位，采用內(nèi)環(huán)液位傳感器監(jiān)測臨界高液位；同時(shí)采用內(nèi)環(huán)導(dǎo)波液位計(jì)監(jiān)測區(qū)域液位，用于降低由于攪拌物料造成的液位波動(dòng)對液位監(jiān)測帶來的不利因素；

步驟四：將內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐內(nèi)完成第二級發(fā)酵后的物料從內(nèi)環(huán)出料管輸出，通過混合流體輸送泵泵送，經(jīng)沼渣沼液排放口輸送至沼渣沼液有效區(qū)域。

進(jìn)一步地，外環(huán)攪拌裝置、內(nèi)環(huán)攪拌器裝置和勻漿池?cái)嚢柩b置的各攪拌器能在豎直方向移動(dòng)以及在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，外環(huán)發(fā)酵罐罐體內(nèi)的壓力通過外環(huán)服務(wù)平臺內(nèi)的正負(fù)壓裝置控制，通過正負(fù)壓補(bǔ)水管使正負(fù)壓裝置始終處于工作狀態(tài)；內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐罐體內(nèi)的壓力通過內(nèi)環(huán)服務(wù)平臺內(nèi)的正負(fù)壓裝置控制，通過正負(fù)壓補(bǔ)水管使正負(fù)壓裝置始終處于工作狀態(tài)。

進(jìn)一步地，通過設(shè)置在環(huán)中環(huán)產(chǎn)氣管道上的沼氣產(chǎn)氣管道集水器對環(huán)中環(huán)產(chǎn)氣管道中產(chǎn)生的冷凝水進(jìn)行去除。

進(jìn)一步地，.根據(jù)權(quán)利要求-的一種環(huán)中環(huán)兩級一體化厭氧發(fā)酵方法，其特征在于，步驟二中，在外環(huán)發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行攪拌并使物料形成環(huán)形推流式流態(tài)。

進(jìn)一步地，步驟三中，在內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行攪拌并使物料形成完全混合式流態(tài)。

有益效果：

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)罐體間的物料快速混合進(jìn)行物料平衡；

2、物料為底部出料，頂部進(jìn)料，實(shí)現(xiàn)自循環(huán)，避免頂部物料結(jié)殼和底部物料沉淀；

3、穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行，物料調(diào)配并攪拌均勻，厭氧菌生長速度快，有效提高產(chǎn)期率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的環(huán)中環(huán)兩級一體化厭氧發(fā)酵反應(yīng)裝置示意圖；

圖2為本發(fā)明的環(huán)中環(huán)兩級一體化厭氧發(fā)酵反應(yīng)裝置俯視圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的和技術(shù)方案更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；谒枋龅谋景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語（包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語）具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過于正式的含義來解釋。

本發(fā)明附圖中的附圖標(biāo)記為：外環(huán)發(fā)酵罐1，外環(huán)沼氣產(chǎn)氣區(qū)2，沼氣儲氣柜6，內(nèi)環(huán)沼氣產(chǎn)氣區(qū)8，內(nèi)環(huán)進(jìn)料管9，內(nèi)環(huán)儲氣柜中心柱11，內(nèi)環(huán)服務(wù)平臺12，環(huán)中環(huán)產(chǎn)氣管道14，內(nèi)環(huán)攪拌導(dǎo)桿15，內(nèi)環(huán)攪拌器16，內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐19，外環(huán)服務(wù)平臺20，外環(huán)保溫層23，外環(huán)攪拌器導(dǎo)桿24，外環(huán)攪拌器25，外環(huán)攪拌導(dǎo)桿固定底板34，內(nèi)環(huán)攪拌導(dǎo)桿固定底板，內(nèi)環(huán)儲氣柜中心柱底座38，外環(huán)出料口40，內(nèi)環(huán)出料口41，第一混合流體輸送泵42，第一混合流體輸送泵出料口43，第一勻漿池出料管44，勻漿池?cái)嚢杵鲗?dǎo)桿45，勻漿池?cái)嚢杵鞴潭ǖ装?6，勻漿池?cái)嚢杵?7，勻漿池51，勻漿池沼氣產(chǎn)氣區(qū)53，勻漿池服務(wù)平臺54，勻漿池產(chǎn)氣管道57，勻漿池進(jìn)料口59，環(huán)中環(huán)加熱進(jìn)水管61，環(huán)中環(huán)加熱出水管62，外環(huán)進(jìn)料管64，第二混合流體輸送泵76，第二混合流體輸送泵出料口77，第二勻漿池78，第二勻漿池回流管79，第二勻漿池出料管80，勻漿池導(dǎo)波液位計(jì)56，外環(huán)液位傳感器65，外環(huán)導(dǎo)波液位計(jì)68，內(nèi)環(huán)液位傳感器17，內(nèi)環(huán)導(dǎo)波液位計(jì)75。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的環(huán)中環(huán)兩級一體化厭氧發(fā)酵方法，包括如下步驟：

步驟一：將原始物料通過勻漿池進(jìn)料口送入勻漿池51內(nèi)，根據(jù)物料的狀態(tài)和容積使用勻漿池?cái)嚢柩b置對物料進(jìn)行多個(gè)不同位置的攪拌，將原始物料進(jìn)行初步的混合攪拌，并將攪拌期間產(chǎn)生的沼氣通過勻漿池服務(wù)平臺54輸送至沼氣脫硫塔30進(jìn)行脫硫；攪拌過程中，實(shí)時(shí)檢查和檢測勻漿池內(nèi)的物料液位，采用勻漿池液位傳感器50監(jiān)測臨界高液位；同時(shí)采用勻漿池導(dǎo)波液位計(jì)56監(jiān)測區(qū)域液位，用于降低由于攪拌物料造成的液位波動(dòng)對液位監(jiān)測帶來的不利因素；

步驟二：將勻漿池51內(nèi)攪拌均勻的物料從勻漿池出料口44輸出，通過混合流體輸送泵泵送，經(jīng)外環(huán)進(jìn)料管64輸送外環(huán)發(fā)酵罐1內(nèi)進(jìn)行第一級發(fā)酵；根據(jù)物料的狀態(tài)和容積使用外環(huán)攪拌器裝置進(jìn)行多個(gè)不同位置的攪拌；同時(shí)，根據(jù)物料的實(shí)時(shí)溫度，通過環(huán)中環(huán)加熱進(jìn)水管61向外環(huán)加熱管26中輸送熱水對物料進(jìn)行恒溫加熱；通過外環(huán)沼氣預(yù)脫硫接口22向外環(huán)發(fā)酵罐1的外環(huán)產(chǎn)氣區(qū)3內(nèi)通入空氣進(jìn)行預(yù)脫硫，預(yù)脫硫后的沼氣通過外環(huán)服務(wù)平臺20輸送至沼氣脫硫塔30進(jìn)行二級脫硫；攪拌過程中，實(shí)時(shí)檢查和檢測外環(huán)發(fā)酵罐1的物料液位，采用外環(huán)液位傳感器65監(jiān)測臨界高液位；同時(shí)采用外環(huán)導(dǎo)波液位計(jì)68監(jiān)測區(qū)域液位，用于降低由于攪拌物料造成的液位波動(dòng)對液位監(jiān)測帶來的不利因素；

步驟三：將外環(huán)發(fā)酵罐1內(nèi)完成第一級發(fā)酵的物料從外環(huán)出料管40輸出，通過混合流體輸送泵泵送，經(jīng)內(nèi)環(huán)進(jìn)料口9輸送內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐19進(jìn)行第二級發(fā)酵；根據(jù)物料的狀態(tài)和容積使用內(nèi)環(huán)攪拌器裝置進(jìn)行多個(gè)不同位置的攪拌；同時(shí)，根據(jù)物料的實(shí)時(shí)溫度，通過環(huán)中環(huán)加熱進(jìn)水管61向內(nèi)環(huán)加熱管36中輸送熱水對物料進(jìn)行恒溫加熱；；通過內(nèi)環(huán)沼氣預(yù)脫硫接口5向內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐19的內(nèi)環(huán)產(chǎn)氣區(qū)8通入空氣進(jìn)行預(yù)脫硫，預(yù)脫硫后的沼氣通過內(nèi)環(huán)服務(wù)平臺12輸送至沼氣脫硫塔30進(jìn)行二級脫硫；攪拌過程中，實(shí)時(shí)檢查和檢測內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐19的物料液位，采用內(nèi)環(huán)液位傳感器17監(jiān)測臨界高液位；同時(shí)采用內(nèi)環(huán)導(dǎo)波液位計(jì)75監(jiān)測區(qū)域液位，用于降低由于攪拌物料造成的液位波動(dòng)對液位監(jiān)測帶來的不利因素；

步驟四：將內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐19內(nèi)完成第二級發(fā)酵后的物料從內(nèi)環(huán)出料管41輸出，通過混合流體輸送泵泵送，經(jīng)沼渣沼液排放口70輸送至沼渣沼液有效區(qū)域。

外環(huán)攪拌裝置、內(nèi)環(huán)攪拌器裝置和勻漿池?cái)嚢柩b置的各攪拌器能在豎直方向移動(dòng)以及在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

外環(huán)發(fā)酵罐1罐體內(nèi)的壓力通過外環(huán)服務(wù)平臺20內(nèi)的正負(fù)壓裝置控制，通過正負(fù)壓補(bǔ)水管使正負(fù)壓裝置始終處于工作狀態(tài)；內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐19罐體內(nèi)的壓力通過內(nèi)環(huán)服務(wù)平臺12內(nèi)的正負(fù)壓裝置控制，通過正負(fù)壓補(bǔ)水管使正負(fù)壓裝置始終處于工作狀態(tài)。

通過設(shè)置在環(huán)中環(huán)產(chǎn)氣管道14上的沼氣產(chǎn)氣管道集水器66對環(huán)中環(huán)產(chǎn)氣管道14中產(chǎn)生的冷凝水進(jìn)行去除。

步驟二中，在外環(huán)發(fā)酵罐1內(nèi)進(jìn)行攪拌并使物料形成環(huán)形推流式流態(tài)。

步驟三中，在內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐19內(nèi)進(jìn)行攪拌并使物料形成完全混合式流態(tài)。

繼續(xù)參照圖1和圖2，外環(huán)發(fā)酵罐1、內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐19、第一勻漿池51和/或第二勻漿池78通過第一混合流體輸送泵42和第二混合流體輸送泵76調(diào)配物料，工藝可以實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)整。系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，不必完全清空罐體，生物系統(tǒng)恢復(fù)較快。

通過第一混合流體輸送泵42和第二混合流體輸送泵7實(shí)現(xiàn)各個(gè)罐體獨(dú)立自循環(huán)：勻漿池通過勻漿池出料口到勻漿池回流口；外環(huán)發(fā)酵罐通過外環(huán)出料口40到外環(huán)進(jìn)料管64；內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐通過內(nèi)環(huán)出料口41到內(nèi)環(huán)進(jìn)料管9。目的是使沉淀在各個(gè)罐體底部的高含固率物料被泵送到液面頂部，促使罐體內(nèi)攪拌更為均勻。

通過第一混合流體輸送泵42和/或第二混合流體輸送泵76將外環(huán)發(fā)酵罐1或內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐19內(nèi)的發(fā)酵液輸送到勻漿池，將部分已經(jīng)發(fā)酵過的沼液回流至勻漿池，對高濃度物料進(jìn)行稀釋。同時(shí)，回流的厭氧菌和較高溫度的沼液也可以促進(jìn)水解作用。

通過第一混合流體輸送泵42和/或第二混合流體輸送泵76將勻漿池的物料直接輸送到內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐19，當(dāng)勻漿池負(fù)荷較高時(shí)，可將部分已水解后物料直接泵送至內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐19，使內(nèi)環(huán)中大量的厭氧菌得到充足的營養(yǎng)物質(zhì)。

上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和等同替換，這些對本發(fā)明權(quán)利要求進(jìn)行改進(jìn)和等同替換后的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。