[发明专利]一种厨余垃圾的干法厌氧发酵装置和方法

说明书

本发明提供一种用于厨余垃圾的干法厌氧发酵装置，包括：发酵罐(1)、通过进料口(11)与发酵罐(1)顶部相连的进料管(7)和位于发酵罐(1)底部的出料口(2)，其特征在于，所述出料口(2)的数量大于等于2，且其中至少一个出料口(2)经由出料阀门(3)和回流泵(5)与回流管(6)相连，由此将进料管(7)中的新物料与回流管(6)内的已经发酵的物料送入位于发酵罐(1)顶部的混合器(9)中混合接种，且回流管(6)和进料管(7)外进一步包括加热套管(8)。本发明还提供一种厨余垃圾的干法厌氧发酵方法。

技术领域

本发明涉及一种有机厨余垃圾的处理装置和方法，更具体地涉及一种有机厨余垃圾的干法厌氧发酵装置和方法。

背景技术

随着中国经济的发展，城市化进程的突飞猛进，城市垃圾产量也与日剧增，成为制约城市健康发展的重要因素之一。城市垃圾主要是指在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物，包括厨余垃圾、废纸、废塑料、废织物、废金属、砖瓦渣土、粪便及废旧电器等。城市垃圾中的有机部分简称城市有机垃圾，主要包括厨余垃圾、大型超市及农贸市场垃圾和居民生活垃圾等。城市有机垃圾处理的方式很多，其中以卫生填埋、堆肥、焚烧和厌氧消化处理较为常见。厌氧消化可减少有机垃圾的污染和二氧化碳排放量，占地少，对环境的二次污染相对较小，同时能产生沼气，在能源匮乏的今天，越来越受关注。

厌氧消化工艺分为湿法和干法发酵两种。与湿法发酵相比，干法发酵具有占地小、加热能耗低、预处理要求低、有机负荷高等诸多优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种设计科学、结构合理、物料处理量大、发酵效果好、产气率高、加温传热稳定、易于推广的用于厨余垃圾的干法厌氧发酵装置和方法。

在本文中，术语“厨余垃圾”是指民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾，包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头等，其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业。

本发明的第一个方面提供一种用于厨余垃圾的干法厌氧发酵装置，包括：发酵罐、通过进料口与发酵罐顶部相连的进料管和位于发酵罐底部的出料口，其特征在于，所述出料口的数量大于等于2，且其中至少一个出料口经由出料阀门和回流泵与回流管相连，由此将进料管中的新物料与回流管内的已经发酵的物料送入位于发酵罐顶部的混合器中混合接种，且回流管和进料管外进一步包括加热套管。

因此在本发明的干法厌氧发酵装置中，未发酵物料(新物料)与已发酵物料在发酵罐顶部的混合器中混合在一起，混合物料从发酵罐顶部的进料口进入，新的混合物料随着反应时间顺序，自然流向位于发酵罐底部的出料口。发酵罐包括至少两个、优选多个锥形出料口，两个或多个锥形出料口同时出料便于发酵罐内的混合物料均匀下降。在发酵罐底部是单一出料口的装置中，会出现发酵罐的罐壁周边的物料下降速度慢，发酵罐中心的物料下降速度快，这样发酵罐内容易出现短流现象，降低发酵物料的发酵效率，即物料不能充分发酵。本发明的发酵罐底部包括两个或多个锥形出料口，当发酵罐底部两个或多个锥形出料口同时出料时，发酵罐的罐壁周边物料与发酵罐中心物料的下降流速相同，这样发酵罐内物料没有短流现象出现，发酵罐内物料具有充足的发酵时间，从而提高发酵物料的发酵效率。出料通过出料阀门控制。

本发明所述的干法厌氧发酵装置的回流管和进料管外还包括加热套管，其包含高温热源物料。已发酵回流物料和新物料在输送至发酵罐顶部的管道外进行套管加热，已发酵回流物料和新物料在内管，热源在套管内，热量通过内管的管壁传递给内管的物料，这样回流管和进料管内的物料被加热，而热源与被加热物料之间没有接触。根据一个优选的实施方案，所述热源物料是水蒸气，加热蒸汽在套管中，被加热物料在回流管和进料管内，加热蒸汽冷却后变成冷凝水从加热套管底部的疏水阀排出，这样冷凝水就不会进入被加热物料，被加热物料的含水率不会增加，从而使发酵罐内的物料维持一定的含固率。