[发明专利]一种蠕动式用于有机酸发酵的厌氧固态发酵装置

说明书

【技术领域】

本发明属于有机酸发酵领域，特别涉及到蠕动式厌氧固态发酵有机酸的装 置。

【背景技术】

随着社会经济活动和生产的发展，人类生活水平得以迅速提高，但随之而来 也出现了诸多的环境问题，日益增多的固态废物便是其中之一。固态废物中如农 业废弃物、日常生活垃圾等大多富含可降解的有机物，经微生物降解，可转化为 有价值的产物，既能减少环境污染，又能带来一定的经济效益，因此固态废物的 厌氧发酵技术是一项前景广阔的技术。

在厌氧固态发酵的整个技术环节中，固态废物的水解酸化是其限速步骤之 一，因此强化固态废物的水解酸化是缩短固态废物厌氧消化周期，提高消化效率 的一个重点。固态废物水解酸化过程中的一个难点就是传热、传质的不均，传统 的方式是通过在反应器内加入搅拌器对固态物料进行搅拌，来强化传热、传质， 但由于发酵物料的高固体含量，导致搅拌操作能耗高、效果差、其剪切力又对微 生物的生长造成危害等后果。

【发明内容】

针对上述固态废物厌氧酸化过程中存在的不足，本发明为解决这一难题提出 了如下方案：利用仿生学技术模拟食物在胃肠中边蠕动，边消化的过程，设计了 一种蠕动式用于有机酸发酵的厌氧固态发酵装置。其特征如下：该装置包括罐体， 进料口，出料口，排气口，固定轴，短棒，喷淋器、蠕动泵、过滤层等，在罐体 内部设有四组呈纵向排列的短棒，短棒以固定轴为圆心作轴向运动，带动反应器 内固态物料的运动，使物料在反应器内部边蠕动，边消化，从而强化了反应器内 部固态物料的传质、传热。通过过滤层将固态物料截留在过滤层处，产生的酸化 液留在下层罐中，将从过滤层下贮存的富含发酵菌酸化液，通过蠕动泵回流到反 应器顶部，并经喷淋器均匀喷洒在固态物料上，进行二次发酵，这不仅能有效的 加快固态物料的水解酸化速度，而且无需额外加水并使有机酸保持较高的浓度。

按照技术方案提供的强化有机酸固态发酵装置，其特征在于：罐体内共有四 列短棒通过固定轴固定其上，每隔90度角排布一列，每列由3-20个短棒组成；

按照技术方案提供的强化有机酸固态发酵装置，其特征在于：在罐体的同一 高度均匀分布的4个短棒，以固定轴为轴心以水平方向作±45度角摆动；

按照技术方案提供的强化有机酸固态发酵装置，其特征在于：短棒长度与反 应器直径的比为1∶10-1∶100。

【本发明的优点】

本发明与现有常规固态废物厌氧消化有机酸的装置相比具有以下优点：(1) 反应器结构简单，通过短棒的摆动，对固态物料进行挤压、揉搓，从而增强了固 态物料的传质、传热；(2)提高了系统的稳定性，并有效的缩短固态物料厌氧 消化有机酸周期，降低能耗，从而提高了生产效率。

【附图说明】

图1为本装置的示意图

图2为本装置的A-A剖视图

图中1为排气孔，2为进料口，3为喷淋器，4为轴驱动装置，5为固定轴，6为 罐体外壁，7为短棒，8为过滤层，9为出料口，10为蠕动泵。

【具体实施方法】

实施例1

将经汽爆预处理的玉米秸秆与日常生活垃圾在罐外充分混合，接种取自污水 处理厂的厌氧污泥，然后从进料口一并移入反应器内，密封，开始有机酸的发酵。 周期为10天，温度控制在35-40℃，在发酵过程中，反应器内部的短棒以固定 轴为轴心沿水平方向做±45度角摆动，每30min一次，摆动时处于同一高度对称 的两个短棒为一组，并同另一组交替作用于物料上，通过短棒间的交错运动，强 化反应器内固态物料的运动。发酵过程中，每隔8小时，将贮存在滤层下的酸化 液，经蠕动泵输送到罐顶部，通过喷淋头均匀喷洒到物料顶部，实现其内部循环， 维持产酸优势菌群，加速固态物料的酸化。发酵结束后，收集酸化液。