一種采用干式厭氧發(fā)酵裝置處理有機(jī)垃圾的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于有機(jī)垃圾處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種有機(jī)垃圾的處理方法，具體涉及一種采用干式厭氧發(fā)酵裝置處理有機(jī)垃圾的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明所述有機(jī)垃圾包括餐飲垃圾、廚余垃圾、果蔬垃圾、菜場垃圾、分類生活垃圾、禽畜糞便、農(nóng)牧秸桿、稻草、市政污泥、病死禽畜等有機(jī)質(zhì)固體廢棄物。由于分類機(jī)制在我國尚不完善，傳統(tǒng)有機(jī)垃圾通常采用填埋、焚燒或好氧堆肥處理方式。由于可利用土地的制約，填埋在我國面臨著越來越困難的選址問題;焚燒雖然可以取得較好的減量化效果，但含水率較高的有機(jī)垃圾往往使焚燒成本大大增加;有機(jī)垃圾堆肥在我國已有上百年歷史，但其存在臭氣污染、產(chǎn)品出路等一些列問題，導(dǎo)致好氧堆肥無法徹底有效解決大規(guī)模有機(jī)垃圾集中處置問題。
[0003]而厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼技術(shù)可將有機(jī)垃圾變廢為寶，其產(chǎn)生的沼氣屬于可再生的生物質(zhì)能源，屬于國家鼓勵(lì)發(fā)展的替代化石燃料的新能源，在世界能源緊缺的時(shí)代，這點(diǎn)尤為重要。厭氧發(fā)酵技術(shù)根據(jù)進(jìn)料含固率的不同可分為干式(含固率20-40%)和濕式(含固率<15%)發(fā)酵兩類。
[0004]近年來，濕式厭氧發(fā)酵技術(shù)在處理含水率較高的餐飲垃圾中得到了較多應(yīng)用，主要原因?yàn)闈袷絽捬醢l(fā)酵對進(jìn)出料及發(fā)酵設(shè)備要求相對較低，但其同時(shí)帶來了耗水量大、發(fā)酵罐內(nèi)部分層導(dǎo)致的浮渣及沉砂累積問題，導(dǎo)致產(chǎn)沼間斷，而高耗水導(dǎo)致沼液量增大，污水處理成本顯著增加。
[0005]干式厭氧發(fā)酵旨在保持有機(jī)垃圾的原始含固率狀態(tài)進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)氣，僅僅濃度特別高的物料(含固率>60%)才需要加水稀釋。因此，采用干式厭氧發(fā)酵工藝，不需加水，降低的后續(xù)沼液脫水及污水處理成本，同時(shí)厭氧罐采用高負(fù)荷發(fā)酵，其發(fā)酵罐容積較濕式厭氧發(fā)酵罐小。
[0006]然而，干式厭氧發(fā)酵對進(jìn)出料及發(fā)酵攪拌等設(shè)備要求相對較高，目前該核心技術(shù)基本以國外進(jìn)口為主，主要有法國的VAL0RGA、比利時(shí)的DRANCO、瑞士的K0MP0GAS和德國BTV工藝。國內(nèi)可獨(dú)立建造和運(yùn)行干式厭氧技術(shù)的公司不多，相關(guān)技術(shù)仍處于起步階段，導(dǎo)致這一技術(shù)的推廣應(yīng)用受到極大限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種有機(jī)垃圾干式厭氧發(fā)酵裝置及方法，該發(fā)酵裝置通過有軸螺旋或柱塞栗方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)料，通過水平攪拌器實(shí)現(xiàn)物料攪拌，并通過底部設(shè)置的活動地板將重物料由進(jìn)料端推至出料端，出料采用真空間歇出料方式，上述技術(shù)可有效解決干式厭氧發(fā)酵罐進(jìn)出料及攪拌均質(zhì)等難題。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種采用干式厭氧發(fā)酵裝置處理有機(jī)垃圾的方法，該干式厭氧發(fā)酵裝置包含:進(jìn)料裝置、發(fā)酵裝置和出料裝置;所述的進(jìn)料裝置包含進(jìn)料螺旋及進(jìn)料閥門；所述的發(fā)酵裝置包含:
發(fā)酵罐體；
設(shè)置在發(fā)酵罐體內(nèi)的若干攪拌器，該攪拌器包含攪拌槳葉與攪拌軸；
設(shè)置在發(fā)酵罐體外壁的熱水循環(huán)加熱盤管;及設(shè)置在發(fā)酵罐體頂部的一體式沼氣收集裝置；
所述出料裝置包含:
真空罐，其通過頂部排渣管閥門、底部排渣管閥門及真空罐進(jìn)料閥門控制發(fā)酵罐體內(nèi)的渣料向真空罐的轉(zhuǎn)移;該真空罐的底部還設(shè)置有真空罐出料管閥門，以控制真空罐內(nèi)渣料的排出；
通過管道與真空罐連通的空壓機(jī)，該空壓機(jī)通過空壓機(jī)出氣閥門控制空氣向真空罐的輸入;及
通過管道與真空罐連通的真空栗，該真空栗通過真空栗吸氣閥門控制真空栗從真空罐吸出空氣；
該方法包含以下具體步驟:
步驟I，進(jìn)料:通過進(jìn)料裝置將有機(jī)垃圾物料輸入到發(fā)酵罐體中；
步驟2，發(fā)酵產(chǎn)氣:通過熱水循環(huán)加熱盤管加熱發(fā)酵罐體，采用攪拌器攪拌，發(fā)酵，產(chǎn)生沼氣，通過一體式沼氣收集裝置收集產(chǎn)生的沼氣；
步驟3，采用出料裝置真空出料。
[0009]上述的采用干式厭氧發(fā)酵裝置處理有機(jī)垃圾的方法，其中，所述的步驟I的進(jìn)料方法為:開啟進(jìn)料螺旋和進(jìn)料閥門，將有機(jī)垃圾物料擠入發(fā)酵罐體內(nèi)。
[0010]上述的采用干式厭氧發(fā)酵裝置處理有機(jī)垃圾的方法，其中，所述的進(jìn)料裝置還包含高壓沖洗水接口，當(dāng)物料含水率過低時(shí)，利用該高壓沖洗水接口高壓沖水輔助進(jìn)料。
[0011]上述的采用干式厭氧發(fā)酵裝置處理有機(jī)垃圾的方法，其中，步驟2中，發(fā)酵時(shí)間為20-25天，溫度為 55 ±2 °C。
[0012]上述的采用干式厭氧發(fā)酵裝置處理有機(jī)垃圾的方法，其中，步驟2中，攪拌器轉(zhuǎn)速在2-3轉(zhuǎn)/分鐘。
[0013]上述的采用干式厭氧發(fā)酵裝置處理有機(jī)垃圾的方法，其中，所述的發(fā)酵裝置還包含設(shè)置在發(fā)酵罐體底部的活動地板，該活動地板由液壓裝置驅(qū)動;發(fā)酵步驟中，該底部的活動地板由液壓裝置驅(qū)動往復(fù)，使底部重物質(zhì)逐步由前端推至末端，再由末端回推至前端，往復(fù)頻率為1-2次/5分鐘。
[0014]上述的采用干式厭氧發(fā)酵裝置處理有機(jī)垃圾的方法，其中，所述的發(fā)酵裝置還包含:間隔設(shè)置在活動地板上的若干刮砂板，刮砂板與活動地板之間的夾角為20-30°。
上述的采用干式厭氧發(fā)酵裝置處理有機(jī)垃圾的方法，其中，所述的發(fā)酵裝置還包含:包覆設(shè)置在在加熱盤管上的巖棉保溫層;發(fā)酵罐體為長方體，采用鋼砼結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，發(fā)酵罐體外壁循環(huán)熱水盤管沿發(fā)酵罐體長度方向由密變疏布置，加熱盤管根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件計(jì)算確定，以補(bǔ)償進(jìn)料及發(fā)酵罐散熱帶來的罐體熱量損失，循環(huán)熱水盤管通過自動溫度控制系統(tǒng)，使罐體溫度維持恒定。
[0015]上述的采用干式厭氧發(fā)酵裝置處理有機(jī)垃圾的方法，其中，所述的發(fā)酵裝置包含1-10組攪拌器，每組攪拌器由各自獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動;每組攪拌器的攪拌器軸與發(fā)酵罐體長度方向垂直；攪拌槳葉呈門框式，水平間隔設(shè)置在攪拌軸的側(cè)部。
[0016]上述的采用干式厭氧發(fā)酵裝置處理有機(jī)垃圾的方法，其中，步驟3中，出料流程包含:
步驟3.1，關(guān)閉真空罐進(jìn)料閥門、真空罐出料閥門及空壓機(jī)出氣閥門，打開真空栗吸氣閥門，開啟真空栗，將真空罐內(nèi)壓力抽至-2000?-4000Pa;
步驟3.2，關(guān)閉真空栗吸氣閥門及真空栗，開啟真空罐進(jìn)料閥門，并根據(jù)具體排料需求，選擇開啟頂部排渣管閥門或底部排渣管閥門，發(fā)酵罐體內(nèi)的物料在負(fù)壓作用下，被抽吸至真空罐內(nèi)，迅速關(guān)閉真空罐進(jìn)料閥門；
步驟3.3，開啟真空罐底部出料閥門，同時(shí)開啟空壓機(jī)出氣閥門并啟動空壓機(jī)，使得空氣從真空罐頂部注入真空罐內(nèi)，將罐內(nèi)物料經(jīng)真空罐底部出料閥門排出，從而完成整個(gè)厭氧罐的出料流程。
[0017]本發(fā)明提供的采用干式厭氧發(fā)酵裝置處理有機(jī)垃圾的方法沼氣產(chǎn)量高、沼液產(chǎn)量低、水耗低等諸多優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)含固率> 20%有機(jī)物料自動連續(xù)產(chǎn)沼，尤其適合含水率低、雜質(zhì)含量高的有機(jī)物料厭氧發(fā)酵生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的一種有機(jī)垃圾干式厭氧發(fā)酵裝置的橫剖面示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明的一種有機(jī)垃圾干式厭氧發(fā)酵裝置的縱剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，并不是對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0021]如圖1、圖2所示，本發(fā)明采用的一種有機(jī)垃圾干式厭氧發(fā)酵裝置，其包含:進(jìn)料裝置、發(fā)酵裝置和出料裝置。
[0022]所述的進(jìn)料裝置包含進(jìn)料驅(qū)動1、及進(jìn)料閥門3(優(yōu)選氣動刀板閥);優(yōu)選地，還包含高壓沖洗水接口 2，能承壓1.6MPa。所述的進(jìn)料驅(qū)動I可選擇進(jìn)料螺旋或柱塞栗，優(yōu)選進(jìn)料螺旋，更優(yōu)選地為有軸螺旋。進(jìn)料螺旋末端采用斜插式入料方式，進(jìn)料螺旋末端設(shè)置有斜插進(jìn)料管，其與發(fā)酵罐壁連接部至運(yùn)行液位高度不小500_。
[0023]所述的發(fā)酵裝置包含:
發(fā)酵罐體23，優(yōu)選為長方體，可采用鋼砼結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)；
設(shè)置在發(fā)酵罐體內(nèi)的若干(優(yōu)選1-10組)攪拌器20，該攪拌器包含攪拌槳葉21與攪拌軸22;優(yōu)選地，每組攪拌器由各自獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動;每組攪拌器的攪拌器軸22與發(fā)酵罐體長度方向垂直；攪拌槳葉21呈門框式，水平間隔設(shè)置在攪拌軸的側(cè)部；
設(shè)置在發(fā)酵罐體外壁的熱水循環(huán)加熱盤管17，其沿發(fā)酵罐體23長度方向由密變疏布置，加熱盤管17根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件計(jì)算確定，以補(bǔ)償進(jìn)料及發(fā)酵罐散熱帶來的罐體熱量損失，循環(huán)熱水盤管通過自動溫度控制系統(tǒng)，使罐體溫度適中維持在55 ± 2 °C ;及設(shè)置在發(fā)酵罐體頂部的一體式沼氣收集裝置19。
[0024]較優(yōu)地，所述的發(fā)酵裝置還包含:設(shè)置在發(fā)酵罐體23底部的活動地板6，該活動地板由液壓裝置5驅(qū)動。
[0025]較優(yōu)地，所述的發(fā)酵裝置還包含:間隔設(shè)置在活動地板6上的若干刮砂板7。
[0026]較優(yōu)地，所述的發(fā)酵裝置還包含:包覆設(shè)置在在加熱盤管17上的巖棉保溫層18。
[0027]所述出料裝置包含:
真空罐13，其通過頂部排渣管閥門8、底部排渣管閥門9及真空罐進(jìn)料閥門12控制發(fā)酵罐體內(nèi)的渣料向真空罐13的轉(zhuǎn)移;該真空罐13的底部還設(shè)置有真空罐出料管閥門14，以控制真空罐內(nèi)渣料的排出；
通過管道與真空罐13連通的空壓機(jī)10，該空壓機(jī)10通過空壓機(jī)出氣閥門15控制空氣向真空罐13的輸入;及
通過管道與真空罐13連通的真空栗11，該真空栗11通過真空栗吸氣閥門16控制真空栗從真空罐13吸出空氣。
[0028]本發(fā)明提供的采用干式厭氧發(fā)酵裝置處理有機(jī)垃圾的方法包含以下具體步驟: 步驟I，進(jìn)料:通過進(jìn)料裝置將有機(jī)垃圾物料輸入到發(fā)酵罐體中；
步驟2，發(fā)酵產(chǎn)氣:通過熱水循環(huán)加熱盤管加熱發(fā)酵罐體，采用攪拌器攪拌，發(fā)酵，產(chǎn)生沼氣，通過一體式沼氣收集裝置收集產(chǎn)生的沼氣；
步驟3，采用出料