[发明专利]包括配装的底物沉渣输送机构的发酵装置及其运转方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于生物降解含有机物的底物并获得降解所产生的生物 气体的发酵装置，其包括封闭的长条形容器，容器在前端具有用于底物的 加料口，在容器相反端具有用于处理后底物的出料口，并且具有至少一个 生物气体的排气口，容器具有多个反应室单元，每个反应室单元包括多个 单独驱动的搅拌机构，搅拌机构具有做圆形运动的搅拌叶片和横向于容器 的纵伸长度布置的搅拌轴，用于充分混合底物，以及本发明涉及该发酵装 置的运转方法。

背景技术

针对含有机物的底物如生物垃圾、食品生产残余或者再生原材料的发 酵，人们分为所谓的湿法发酵和干法发酵。在湿法发酵中，由底物产生可 流动的悬浮物，此悬浮物在生物气体反应器如发生内环流的环流反应器中 被处理，而在干法发酵中，底物例如在一端被送入封闭的卧式容器中，在 产生生物气体的情况下，借助搅拌机构被翻抛循环，处理后底物在另一端 从容器中被排出。

当要进行厌氧处理的底物富含固体并因而所需要的、稀释至其固体浓 度小于约15％的湿法工作区的稀释作业不经济时，或者说当在湿法工艺中 一般需要但成本高昂的杂质卸料因其它工艺技术的原因而不需要时，干法 发酵法是湿法发酵法的替代方案。干法发酵优选在发酵槽入口处的固体含 量等于或小于35％时进行并且可以按立式反应器或卧式反应器来实行。

干法发酵在被用于废弃物处理和残余垃圾处理时的优点是，发酵前所 收下的原材料的制备处理成本低。在粗大杂质减少且发酵用碎块随后被粉 碎至20毫米至60毫米以后，在被计量投入发酵反应器前一般不需要对例 如木材、塑料、玻璃以及砂石做进一步的杂质卸料。

获得低的炉料预处理技术成本的代价就是发酵槽本身会出问题。由于 发酵媒介中的有机化合物与发酵槽长度有关地出现生化变化，所以固体浓 度本身在加料口和出料口之间从干燥底物的35％减小至小于干燥底物的 20％，并且粘度从30000mPas至60000mPas减小到小于5000mPas。如果 如上所述的能沉积和能漂浮的杂质尽量层次稳定不变地分散在富含固体 的炉料中，则所述杂质因发酵槽中的发酵媒介的自身变化的材料性能被调 动起来，这倾向于导致沉淀层和漂浮层的形成。一般安置在发酵槽中用于 改善物质传递和物质脱气的搅拌机构还促进了此分散离析。

因此，尤其在卧式干燥发酵槽中，除了搅拌机构以外，还有主要用于 输送沉渣和排除沉渣的专用装置。

因此，在欧洲专利授权公告号EP0617120B 1中专门描述了刮板，它在 发酵槽的底板上通过借助推杆传来的运动朝着物质变稀薄方向把沉渣送 向反应器端头。

就是说，在此已知的构造中，为了混合和杂质排除，需要使用独立的 装备，这提高了生产技术成本和管理工程成本。尤其是维修和故障排除带 来严重的问题，因为其可能关系到发酵槽的损坏。

发明内容

因此，本发明的目的是如此设计开头所述类型的发酵装置以及该发酵 装置的运转方法，除了搅拌机构本身的均质功能和脱气功能外，在不影响 发酵槽的入口和出口之间的固体流活塞流特性的情况下，将同时引起沉渣 移向发酵槽端头和抑制变硬的漂浮覆层的形成。

根据本发明，在发酵装置中如此完成该任务，搅拌轴相互间以小于搅 拌机构直径的轴间距布置，因而搅拌叶片在搅拌轴旋转时扫过重叠区。

此时，本发明源于如欧洲专利授权公告号EP0617120B 1所述的现有技 术。此已知的发酵装置具有可单独控制的横置的多个搅拌机构单元，它们 把发酵槽拆分成一组一个接一个的假想的反应室单元(搅拌单元)。这些类 似于叶轮的杆式搅拌机构在其各自的搅拌单元中造成竖向的物质交换，包 括因搅棒冒出液面而导致的漂浮覆层破碎，而发酵物质排出和底物定量投 料共同产生水平的活塞流。此时，单独借助推架来完成沉渣的输送。在此 已知的发酵装置中，多个搅拌轴按照以下方式布置在发酵槽中，搅拌轴相 互间的距离大于搅拌机构直径。