[实用新型]一种新型淋喷密封车库型干发酵反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及农业有机固体废弃物资源化利用领域，具体涉及一种新型淋喷密封车库型干发酵反应器。

背景技术

有机固体废弃物的厌氧发酵依据总固体(TS)含量高低分为湿发酵和干发酵。干法厌氧发酵是指TS质量分数20％～50％的厌氧发酵处理工艺。与湿法工艺相比，干法工艺具有明显的优势：(1)可以适应各种来源的固体有机废弃物；(2)运行费用低,并提高了容积产能能力；(3)需水量低或不需水，节约水资源；(4)产生沼液少，废渣含水量低，后续处理费用低；(5)运行过程稳定，无湿法工艺中的浮渣、沉淀等问题；(6)减少了臭气排放等。国外对干法厌氧发酵的研究始于20世纪80年代有关污泥的卫生填埋，之后主要集中于城市垃圾的处理。近年来，干法厌氧发酵技术作为有机固体废弃物能源化处置的有效途径已逐渐成为世界各国固体废弃物资源化技术研究的热点，而我国对干法厌氧发酵技术研究较少。

与湿法厌氧发酵相比，有机废弃物干法厌氧发酵虽具有众多优势与益处，但推广应用仍然存在众多困难：一是反应基质浓度高，造成反应中间产物与能量在介质中传递、扩散困难，易使部分区域中间代谢产物过度积累，从而形成反馈抑制；同时水分含量低也影响细胞移动或酶扩散，进而影响细胞或酶与底物的接触，最终影响产气速率与效率；此外，由于细胞移动与酶扩散困难，需要加大接种量来实现快速启动，增加了运行成本。二是反应基质的结构、组成以及颗粒大小等呈不均匀性，使得系统运行难以控制，连续运行不稳定。三是搅拌阻力大，使得基质搅拌混合困难。

实用新型内容

本实用新型提供了一种新型淋喷密封车库型干发酵反应器，以解决搅拌阻力大，使得基质搅拌混合困难的问题；并且解决反应中间产物与能量在介质中传递、扩散困难，易使部分区域中间代谢产物过度积累，从而形成反馈抑制的问题。

为了实现以上目的本实用新型的技术方案为：

一种新型淋喷密封车库型干发酵反应器，包括发酵槽体、控制泵、若干伸缩淋喷管、回流槽和酵液池，其中控制泵出口管道与若干伸缩淋喷管连接，若干淋喷管一端均匀垂直安装在发酵槽体无门墙体内侧且另一端悬空，回流槽位于发酵槽体底部，回流槽的出口管道和控制泵的入口管道伸入酵液池底部；所述发酵槽体为四面墙体封闭结构，且其中一面墙体上安装有密封性良好的车门。通过墙体开密封性良好的车门，可以使机动车和搅拌车通畅进出入，方便了进出料和搅拌发酵物料，同时也保证了发酵槽体的气密性。通过安装若干伸缩淋喷管，可以使发酵时反应中间产物与能量随着酵液的流动传递、扩散，也提高了细胞移动和酶扩散，从而加大了细胞和酶与底物的接触，从而提升了产气速率与效率；同时，伸缩淋喷管收缩时，使淋喷管不影响物料的输送输出和搅拌。通过控制泵、回流槽与酵液池形成循环体统，可以保持发酵物料的TS含量保持在20-50％，以保证发酵的速率与效率。

优选的，所述的伸缩淋喷管为自动伸缩管。可实现伸缩淋喷管的自动伸出与收缩。

进一步优选的，所述的伸缩淋喷管悬空的一端为圆锥状结构。当发酵槽体充满发酵物料时，伸缩淋喷管可以更为容易的伸入至发酵物料中。

进一步优选的，所述的伸缩淋喷管的管体上开设若干小孔。酵液物料在通过小孔时，可以加快酵液的流速，进而加快反应中间产物与能量的传递、扩散，同时也提高了细胞的移动和酶扩散。

优选的，所述的回流槽的出口管道安装有回流阀。通过控制回流阀控制回流槽发酵液的流出速度，进而控制保持发酵物料的TS含量保持在20-50％，以保证发酵的速率与效率；同时，在无发酵液流出时，可以关闭回流阀，以免空气进入发酵槽体，影响厌氧发酵的速率与效率。

本实用新型的有益效果是：

(1)通过在密封的发酵槽体的一面墙上开设密封性良好的车门，可以使机动车和搅拌车通畅进出入，方便了进出料和搅拌发酵物料，同时也保证了发酵槽体的气密性。

(2)通过安装若干伸缩淋喷管，可以使发酵时反应中间产物与能量随着酵液的流动传递、扩散，也提高了细胞移动和酶扩散，从而加大了细胞和酶与底物的接触，从而提升了产气速率与效率；同时，伸缩淋喷管收缩时，使淋喷管不影响物料的输送输出和搅拌。

(3)通过控制泵、回流槽与酵液池形成循环体统，并且在回流槽的出口管道安装有回流阀，可以保持发酵物料的TS含量保持在20-50％，以保证干法发酵的速率与效率。

(4)通过设置伸缩淋喷管悬空的一端为圆锥状结构，可以使缩淋喷管可以更为容易的伸入至发酵物料中，避免了损坏伸缩淋喷管。