[发明专利]一种双搅拌厌氧发酵系统及控制方法

说明书

本发明涉及垃圾处理发酵设备领域，具体涉及一种双搅拌厌氧发酵系统及控制方法，系统包括长方体形腔体厌氧发酵罐，长方体形腔体横向分为进料侧与出料侧，纵向分为前区、中区和后区，进料侧和出料侧分别设有搅拌器一和搅拌器二，进料侧的侧壁下侧在前区、中区、后区区域均开有多个进料口，出料侧的侧壁下侧在前区、中区、后区区域均开有多个出料口，每个进料口、出料口外侧均装有阀门，出料口外侧的阀门与出料循环泵连接，出料循环泵分别与出料阀和循环阀连接，出料阀与固液分离装置连接，循环阀依次与套管加热装置、进料口外侧的阀门连接。本发明发酵系统进行发酵罐外加热，加热装置不会对发酵罐造成影响，整个结构可避免罐内物料沉集。

技术领域

本发明涉及垃圾处理发酵设备领域，具体涉及一种双搅拌厌氧发酵系统及控制方法。

背景技术

近年来随着社会的不断发展，各类垃圾产量急剧增长，垃圾处理问题日益突显。土地的日趋紧张决定了对垃圾进行简单填埋处理已经不是优选方式，焚烧尾气排放问题也对垃圾进行直接燃烧形成了一定程度的制约。同时随着全球对垃圾可循环、再利用要求的提高，如何对垃圾进行废物资源化已成为当前急需解决的问题，其中对垃圾中的有机质废弃物处理被列为重要课题已受到社会各个层级的重视。

市政领域产生富含有机质的有机垃圾主要包括厨余垃圾、餐饮垃圾、果蔬垃圾、市政污泥等，农林领域产生富含有机质的垃圾主要包括畜禽粪污、秸秆等，同时上述有机垃圾绝大部分具有较高含固率的特征。一种传统处理方式是对上述含固率较高的富含有机质垃圾在预处理并调配大量清水、沼液等稀释液后进行湿式厌氧发酵，但该工艺处理同量垃圾时需要的预处理工艺复杂、发酵容积大、占地大、后端会产生大量沼液，这些问题在一定程度上制约了湿式厌氧发酵在处理高含固率有机垃圾领域的应用。

目前，欧洲国家在对含固率较高的有机垃圾处理技术方面研究起步较早、应用已趋于成熟，主流工艺集中在高浓度厌氧层面，我国相关科研人员经过大量的引进吸收和摸索改进工作，已经促进一些高浓度厌氧发酵项目在部分城市试点建设。高浓度厌氧至少具有如下优点：①预处理工艺要求低，简单机械预处理即可满足要求；②容积负荷高，厌氧发酵体积需求量小，占地小；③物料可直接进料，基本不需要稀释水调配，用源头上降低了沼液产生量，后续处理费用低；④多采用全区域搅拌，无湿式厌氧的沉淀分层等问题；⑤系统容杂程度高。

国际专利WO2008067800A2给出了一种(推流式)生物反应器，该生物反应器包括矩形截面的厌氧发酵罐、单轴桨式搅拌器、安装于发酵罐内壁的加热系统等装置，可以对高浓度的有机质物料进行厌氧发酵，高含固的物料在搅拌器的作用下被搅拌混合，同时厌氧发酵罐提供适宜的温度、PH和厌氧环境，有机物料被降解形成沼气释放。但该装置存在以下缺点：(1)厌氧发酵罐纵截面(垂直于物料输送方向)为矩形，单轴桨式搅拌器可提供有效的圆周范围内的搅拌，所以在厌氧发酵罐的底部两侧均存在搅拌死角，当罐内是高浓度发酵物料时，容易在该两处死角部位长期形成沉淀累积，减小厌氧发酵罐内的有效容积，久而久之会形成底部结壳层，阻碍搅拌，降低长期稳定运行可靠性；(2)为保证厌氧发酵环境温度所需的换热盘管安装在厌氧发酵罐的内壁侧，很容易被高浓度发酵物料粘附，并在其表面形成很厚的结壳层，首先会大幅降低换热盘管的换热效率，严重时甚至不足以提供设计给定的厌氧发酵中温或高温环境，其次对于高浓度物料在罐内从进料端向出料端的前进移动形成一定程度的阻碍，降低了物料沿上述移动路径的效率，严重时发酵罐内会形成局部累积、局部缺空的现象，造成厌氧发酵不稳定。