[实用新型]一种高浓度厌氧发酵系统

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种高浓度厌氧发酵系统，属于农业废弃物处理技术和生物质能源技术领域。

背景技术

厌氧发酵产沼气技术，其原理是以有机废弃物（农作秸秆、畜禽粪便、固体有机垃圾等）为发酵底料，在厌氧条件下，利用厌氧微生物将有机废弃物中的有机物转化成沼气，剩余的沼液沼渣可作为有机肥用于种植业。

近年来，随着我国现代农业的快速发展和城镇化战略的不断推进，有机废弃物的产生量增长迅速。尤其是在一次性能源日益枯竭和生态环境不断恶化的大背景下，生物质能源技术备受全球关注，其中又以厌氧发酵产沼气技术最为成熟、最具商业化运行基础。而提高发酵浓度、提升物料转化率、降低系统能耗一直是该领域内技术研究和设备研发的重要发展方向。

提高发酵物料浓度，直接导致搅拌难度和能耗加大，物料的传热、传质困难，进而影响微生物与物料的有效接触，造成发酵启动时间过长、物料易酸化、接种量大和产气不稳定等问题出现，严重制约了高浓度厌氧发酵技术的推广和应用。

综上所述，由于存在发酵底物浓度低，传统的湿法工艺中发酵底物固形物含量为6%，产气效率较低；而且沼液消纳压力大，传统的湿法工艺中含水率＞92%，沼液产量巨大，消纳不力极易形成二次污染。但是提高发酵底物浓度，搅拌难度和能耗又随之增大，极易导致物料传热、传质困难。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一套厌氧反应系统，对水平推流工艺和全混式发酵工艺（CSTR）进行有效整合，实现高浓度（TS%=12～18%）混合厌氧发酵和高物料转化率（60～85%），通过厌氧发酵生产沼气以及沼液回流调配发酵物料，进行农业有机废弃物的无害化、减量化、资源化处理，实现有机废弃物的循环利用，同时减轻大量沼液带来的二次污染和消纳压力。

本实用新型采取以下技术方案实现上述目的。一种高浓度厌氧发酵系统，包括预处理罐、卧式发酵罐、立式发酵罐和储气罐，所述预处理罐的入口经物料管路连接有阀门；预处理罐的上方安装有第一电机，下方出口通过物料管路经第一输送泵连接所述卧式发酵罐；卧式发酵罐呈倾斜状，下端安装有第二电机，且罐体上方设置有出料口，出料口通过物料管路连接第一沼液池、并经阀门连接所述立式发酵罐，卧式发酵罐上方出料口的沼气经阀门连接储气罐；立式发酵罐的上方安装有电机，且罐体上方出口通过物料管路经阀门连接第二沼液池的入口，第二沼液池的出口通过物料管路依次经第三输送泵和阀门连接预处理罐的入口；储气罐出口连接有沼气管路，并经阀门连接加热器，储气罐另一出口的沼气管路经阀门连接至用户；所述预处理罐罐体上方的冷水管路分别与卧式发酵罐、立式发酵罐和加热器的入口连接；加热器的出口通过第四输送泵经热水管路分别与立式发酵罐、卧式发酵罐和预处理罐连接；第二沼液池的出口连接预处理罐的入口；第一沼液池的出口经物料管路上的第二输送泵和阀门与立式发酵罐连接，立式发酵罐上方的沼气管路经阀门与储气罐连接。

进一步地，所述卧式发酵罐罐体的中轴线与地基面的水平夹角为4～8°。

进一步地，所述卧式发酵罐罐体内厌氧发酵温度为30-40℃。

本实用新型产生的沼液量较少，基本用于物料预处理，无消纳压力。由于采用低转速的螺旋式搅拌方式，实现了高浓度条件下的厌氧混合发酵，解决了物料传热、传质困难的问题。同时，结合推流厌氧反应器和全混式厌氧反应器的优点，实现了整套发酵系统的模块化式设计。

附图说明

图1是本实用新型高浓度厌氧发酵系统的示意图。

图2是本实用新型中卧式发酵罐的安装结构示意图。

图中：100.预处理罐，101.第一电机，200.卧式发酵罐，201.第二电机，202.出料口，300.立式发酵罐，301.第三电机，400.储气罐，500.第一沼液池，600.第二沼液池，700.加热器；α.水平夹角；

1、2、3、4、5、6、7、8、9阀门；

11.物料管路，12.冷水管路，13.热水管路，14.沼气管路；

21.第一输送泵，22.第二输送泵，23.第三输送泵,24.第四输送泵。

具体实施方式