[发明专利]斜置底部进气式好氧发酵反应器及其好氧发酵反应方法

说明书

技术领域

本发明属于生物发酵技术领域；具体涉及一种好氧发酵反应系统及方法，用于有机废弃物无害化、资源化治理。

背景技术

有机废弃物，包含人畜粪便、餐余垃圾、污水处理厂的副产品污泥、瓜果蔬菜市场废弃的烂瓜果烂菜叶等等，其年产量是同期工业固体废弃物产量的10倍，量大且集中，如不及时处理将带来严重的环境污染。

对有机废弃物进行堆肥化处理（好氧发酵）可以实现废物的资源化利用，因此获得了广泛的应用，人们尝试着开发了众多的好氧发酵反应器，试图提高好氧发酵的效率，降低发酵设备的制造成本和运行成本。

现有的好氧发酵设备，主要分卧式和立式两种：中国发明专利授权公告号CN 1100024C，公开了一种卧式好氧发酵反应器，该反应器为卧式槽式结构，通过热油加热反应器及被发酵物料，通过搅拌叶片来搅拌被发酵物料实现翻堆供氧。但该反应器上部表面积过大，不利于保温因而能耗较大；发酵物料较易在发酵罐的内壁结垢，使热油传导困难，多设搅拌叶片有助于减少内壁的结垢，但过多的搅拌叶片使搅拌的功耗过大；另外该发明的发酵产成品出料困难，搅拌叶片的旋转无助于出料，出料需要人工参与。

中国发明专利申请号95119800.9，公开了一种卧式好氧发酵反应器，该反应器为卧式槽式结构，通过电加热器加热反应器及被发酵物料，通过螺旋来搅拌被发酵物料以实现翻堆供氧。但该反应器上部表面积过大，不利于保温；螺旋旋转，易将被发酵物料压实，将物料中的空气挤出会发生厌氧反应生成硫化氢等有毒气体，危害好氧反应的进行，而螺旋正、反方向旋转切换的启动功耗较大，设备容易损坏；另外，本发明需要人工出料，工作条件差而肮脏。

中国发明专利授权公告号CN102757270 B，公开了一种卧式好氧发酵反应器，该反应器为卧式滚筒式结构，该反应器较好的解决了加热、保温、进排气、进出料等问题，但缺点是发酵物料较易在发酵罐的内壁结垢而影响换热。

中国实用新型专利授权公告号CN201933029 U，披露了一种立式好氧发酵反应器，该反应器下部的被发酵物料容易被上部的物料压实，下部的被发酵物料较难与空气接触，因而发酵不均匀，易发生厌氧反应，产生硫化氢等有毒气体。

中国发明专利申请号03821392.3，公开了一种立式好氧发酵反应器，该发明通过在立式堆肥设备中设置加工区的方式，较好的解决了下部物料压实的问题，但设备高大，加工区翻料功耗大，设备制造运行成本高昂。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种带热量交换斜置、底部进气式好氧发酵反应器及其好氧发酵反应方法，占地面积小，不受环境因素及低温条件影响，发酵效率高，反应器内部不结垢，容易出料，发酵反应废气易收集，不产生二次污染，产成品含水率低，实现有机废物的无害化、资源化处理，环保效果好。

本发明采用的技术方案是：

一种斜置底部进气式好氧发酵反应器，发酵罐具有圆形的内罐、端盖和夹套，发酵罐由内罐和上端盖、下端盖构成一个密闭发酵的空间，发酵罐的最上部设有进料口和排气口，发酵罐下端盖的下方设有出料口，发酵罐的长度大于或等于直径,发酵罐固定在一个具有高度差的基座上呈斜置状态，发酵罐内安装了一个由若干组切向板或切向板螺旋组合、径向杆、搅拌杆和搅拌轴连接组成的节能型搅拌器；发酵罐内罐底部的外壁上设有若干组空气室，空气室置于夹套内，空气室内侧靠内罐开有若干曝气嘴。

上述技术方案中，所述的节能型搅拌器其径向杆为多根且径向杆端至搅拌轴心的半径相同，径向杆径向固定在搅拌轴上并在搅拌轴的圆周上均匀布置；所述搅拌杆为多根，固定在径向杆上；所述切向板或切向板螺旋组合与径向杆的端头固定连接。

上述技术方案中，所述节能型搅拌器有两种结构：一种为径向杆固定在搅拌轴上，搅拌杆固定在径向杆上，切向板固定在径向杆端，成为粘壁性发酵物料用节能型搅拌器；另一种为径向杆固定在搅拌轴上，搅拌杆固定在径向杆上，切向板与螺旋组合固定后再安装固定在径向杆端，成为既防粘壁又带螺旋输送功能的节能型搅拌器。

上述技术方案中，所述节能型搅拌器两端分别被支撑在两端盖的轴承上，节能型搅拌器的驱动端安装有电机/减速机，电机/减速机带动节能型搅拌器做旋转运动。

上述技术方案中，所述的发酵罐上部的进料口设置有进料阀门，进料阀门分为手动阀门和自动阀门两种类型；发酵罐外周包裹有绝热保温材料；所述发酵罐的夹套的下部和上部分别设有导热介质入口法兰和导热介质出口法兰，导热介质入口法兰和导热介质出口法兰分别连接导热介质循环管道进出口，构成加热循环回路。