專利名稱：二室生物發酵反應器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于固體廢物資源化利用領域，具體地涉及一種能夠減少 垃圾生物發酵處理中二次污染的封閉式二室堆肥反應器。
背景技術：
好氧堆肥法作為一種生活垃圾資源化處理的有效方法，它的作用機理 的探索與工藝參數的優化一直是研究的熱點與難點。而使用設計科學、合 理的堆肥反應器不但可以為堆肥科學研究創造有利條件，同時也是保障堆 肥實際生產順利進行的重要手段。因此，針對生活垃圾資源化處理的堆肥 反應器設計與開發是十分必要的。
目前，用于生產及科研試驗的堆肥反應器研究成果較多，而且在縮短 堆肥周期、提高堆肥質量、降低堆肥成本等方面上都取得了長足進步。但 是，隨著近年來數學、分子生物學、光譜學、模型模擬等的先進方法與手 段在堆肥發酵機理研究等方面的應用，使得堆肥相關領域的科學研究取得 了更深的進展與實質性成果。例如，三階段溫度控制堆肥接種技術、堆肥 過程中溫度、濕度、氧氣濃度的空間變異規律、熒光掃描等對堆肥有機質、 水溶性有機物、重金屬遷移等動態變化的檢測與分析、堆肥的自動化技術 及模型模擬軟件的應用，這些研究在對給堆肥反應器設計提供更多、更廣 的思路與理論依據的同時，也提出了更新、更高的要求，這也將推動反應 器各個方面設計的革新。例如，提高通風供氧效率、加強堆肥溫度、濕度 的自動化控制、堆肥產生熱能利用等，尤其在堆肥惡臭氣體及滲濾液排放 帶來的二次污染問題上也應提出有效措施加以解決。
實用新型內容
本實用新型的目的在于提供一種二室生物發酵反應器，以求在堆肥技 術、理論發展的基礎上，對堆肥反應器關鍵部位進行創新設計，以解決堆 肥試驗、生產中出現的還有待完善的問題。
為實現上述目的，本實用新型提供的二室生物發酵反應器，其包括 一反應器主體，其內部分為二個空間，通過支架固定在反應器底座上； 該反應器頂部固定有頂蓋，頂蓋下方位于二個空間的上部各設有發酵
倉密閉篩；
該反應器二個空間的下部各固定有進氣篩板，發酵倉密封篩與進氣篩 板之間共構成二個發酵倉，其中一個為一次發酵倉， 一個為二次發酵倉； 各進氣篩板下方各連接一氣體緩沖室；
各氣體緩沖室開設有進氣口，該進氣口共同連接一空氣壓縮機； 各氣體緩沖室底部開設一滲透濾液出口 ，該出口共同連接一滲濾液收 集桶；
一滲濾液回噴管道，該管道的一端插設于滲濾液收集桶，另一端連接 于二次發酵倉頂蓋的二次發酵倉三通出氣管；該二次發酵倉三通出氣管的 第一端與發酵倉內的滲濾液噴頭連接，第二端與外部環境相通，第三端與 滲濾液回噴管道連接；
一次發酵倉的頂蓋設有一次發酵倉三通出氣管，其中一次發酵倉三通 出氣管的第一端連通一次發酵倉內，第二端與外部環境相通，第三端通過 一惡臭氣體導氣管連接二次發酵倉的氣體緩沖室進氣口 。
所述的二室生物發酵反應器，其中反應器主體外附著封閉式保溫層， 內部設有溫度傳感器。
所述的二室生物發酵反應器，其中傳感器為探針狀，由導線連接中央 控制面板。
所述的二室生物發酵反應器，其中發酵倉內壁為粗糙狀，且內壁上設 有數圈凸起的阻風圈。
所述的二室生物發酵反應器，其中發酵倉內壁上的阻風圈其凸起高度 為5mm。
所述的二室生物發酵反應器，其中空氣篩板的篩孔直徑為0.5mm。 所述的二室生物發酵反應器，其中氣體緩沖室底部向滲透濾液出口處 傾斜。
所述的二室生物發酵反應器，其中氣體緩沖室底部傾斜角度為20度，
所述的二室生物發酵反應器，其中進氣口與空氣壓縮機之間設有熱交 換機組。
所述的二室生物發酵反應器，其中滲濾液回噴管道連接一滲濾液泵。 由本實用新型的實施，在保證堆肥質量的同時，可以實現提高堆肥通
風供氧效率，減少熱量損失，改善堆體加熱功能及解決堆肥過程中滲濾液
及惡臭氣體排放帶來的二次污染問題等目的。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
結合圖l對本實用新型作詳細描述。
本實用新型的二室生物發酵反應器，其具體結構如圖l所示，其反應 器主體的內部分為二個空間，該二個空間即是后述的一次發酵倉A和二次 發酵倉B。
該反應器的頂部設有頂蓋l，并通過法蘭2使其固定于該反應器頂部，
頂蓋1下方，于反應器主體的二個空間內各設置有發酵倉密閉篩3，該發酵 倉密封篩3置于反應器內部空間上部內縮進50mm處，通過橡膠圈的密封作 用使反應器內部空間密閉。反應器空間的下部設置有進氣篩板7，由發酵 倉密封篩3與進氣篩板7之間構成發酵倉。 一次和二次發酵倉A、 B的結構 基本相同，均為圓柱型，內壁粗糙，且裝有溫度傳感器4，通過支架及四 周的保溫層5固定在反應器底座6上，可活動，便于進料、出料。發酵倉底 部設置的進氣篩板7，其篩孔為0.5mm，篩板底面直徑小于發酵倉底面直徑 60mm，通過法蘭固定在發酵倉底座上，以便拆洗、更換。進氣篩板7下方 與氣體緩沖室C相連，氣體緩沖室C內也設有與進氣篩板7相同的篩板7'， 該篩板7'距發酵倉底100mm，該篩板7，下方的反應器主體的側壁上開設 有進氣口。進氣口通過氣體管道與空氣壓縮機9連通，分別在一次、二次 發酵倉進氣管道上設有閥門10和氣體流量計11，以便控制和測定。空氣壓 縮機9輸出氣體先經過熱交換機組12再進入發酵倉，這樣可以在需要時， 通過調節熱交換機組的功率來改變進氣溫度，以滿足不同生產及試驗處理 的需要。
氣體緩沖室底部呈傾斜狀，與篩板7'成20度夾角，便于滲濾液回收。 氣體緩沖室底部傾斜端口處設有滲濾液收集管道與收集桶8相連，使堆肥 過程中產生的滲濾液可以得到收集、保存，以便回灌利用或試驗分析。
生物發酵反應器設有滲濾液回噴管道13，管道一端位于滲濾液收集桶 8底部， 一端連于二次發酵倉頂蓋的滲濾液噴頭14，通過滲濾液泵15可將 收集的滲濾液回灌于二次發酵倉內，用于二次發酵補水。 一次發酵倉頂蓋 中心處裝有出氣管16，該出氣管16設計為三通， 一端通于一次發酵倉內， 用于一次發酵倉內氣體的導出， 一端連接惡臭氣體導氣管17，通過閥門控 制，直接接入二次發酵倉的氣體緩沖室進氣口，最后一端由閥門控制與外 部環境相通。通過閥門的開關可以實現對發酵過程中產生的惡臭氣體氣路 的控制， 一次發酵倉內產生的惡臭氣體可以通入二次發酵倉進行生物處 理，也可以直接排出。二次發酵倉頂端出氣管16也為三通設計， 一端通于 發酵倉內與滲濾液噴頭14連接， 一端通出倉體由閥門控制，最后一端與滲 濾液回噴管道13連接，由閥門控制，在需要時滲濾液可通過管道輸送，從 噴頭均勻噴入二次發酵倉。在一次、二次發酵倉內安裝有溫度傳感器4， 它與滲濾液泵15、空氣壓縮機9、熱交換機組12都同中央控制面板相連并 受其控制，以便對堆肥生產及試驗進行調節，它們的工作參數通過面板上 的液晶顯示屏讀取。
本實用新型的主要特點如下
1) 二室設計
本實用新型設計為兩室，使得一次、二次發酵可以同時進行。在生產 及試驗需要時，也可以同時進行一次發酵，并且通過反應器可以對兩室堆 肥條件分別加以控制，以滿足各種處理的要求。反應器內室可活動，便于 物料的進出。反應器外部覆蓋密閉保溫層，可有效減少外界環境對堆肥發 酵的影響并防止熱量損失。這對堆肥實際生產尤其是堆肥試驗的科學性、 嚴謹性、重復性有十分重要的意義。
2) —次發酵廢氣處理
垃圾一次發酵產生大量惡臭氣體，是堆肥生產過程中二次污染的主要 因素之一。本實用新型的反應器設計為密閉式，惡臭氣體從一次發酵內室
頂部出氣口進入惡臭氣體導氣管路，經氣體緩沖室的兩層空氣篩板，從二 次發酵倉底部通入，通過二次發酵后腐熟堆體的充分吸收、過濾后再排出， 可達到去除惡臭氣體減少空氣污染的目的，從而改善堆肥工作環境。
3) 滲濾液回用
滲濾液是造成堆肥二次污染的另一主要因素，本實用新型，可將堆肥 過程中產生的滲濾液引入滲濾液收集桶，再由泵回灌于二次發酵堆肥，滲 濾液由二次發酵頂部噴頭均勻噴出，用于二次發酵補水，并實現滲濾液零 排放，從而解決堆肥二次污染問題。
4) 空氣加熱系統
通常倉式堆肥裝置加熱方式為內熱式、外壁加熱，缺點是局部升溫過 快，熱量傳遞不均勻，效率低，往往出現加熱器周圍溫度過高，而其它位 置溫度變化不大的現象。本設計采用通熱空氣的方式加熱，空氣壓縮機輸 出氣體先經過熱交換機組，再進入發酵倉，在需要時，通過調節熱交換機 組的功率來改變進氣溫度，通過氣流均勻的加熱堆體，提高熱效率，克服 以往堆體加熱裝置設計的不足。
5) 防止通風損失的內壁及倉底設計
試驗證明，發酵倉側壁與堆料相連處易形成氣流通道，通道會增大氣 體流失并造成氣流的不均勻，使側壁附近堆料濕度、溫度快速下降，這又 使更多的氣體流經該區域，如此形成惡性循環，對堆體發酵的通風供氧不 利。本實用新型為解決此問題，在設計的時候注意使微孔布氣板直徑略小 于底面直徑，防止氣體直接流失，同時增加內壁表面粗糙程度，而且每間 距10cm設有一圈凸起的阻風圈，以減少堆料與倉壁的空隙，從而降低發酵 倉側壁與堆料相連處氣流通道產生的可能性，避免氣體流失，達到對堆肥 供氧均勻的目的。
6) 雙空氣篩板設計
反應器發酵倉底的氣體緩沖室內，安裝上下兩層進氣篩板，篩孔直徑 為0.5mm，氣體經兩次過篩后，形成均勻、穩定的氣流后再通入堆肥，可 以解決壓縮機造成的通風強弱不均且局部沖擊力大的缺點。進氣篩板通過
法蘭與內室底邊相固定，可拆卸，便于清洗、更換。
權利要求1、一種二室生物發酵反應器，其特征在于一反應器主體，其內部分為二個空間，通過支架固定在反應器底座上；該反應器頂部固定有頂蓋，頂蓋下方位于二個空間的上部各設有發酵倉密閉篩；該反應器二個空間的下部各固定有進氣篩板，發酵倉密封篩與進氣篩板之間共構成二個發酵倉，其中一個為一次發酵倉，一個為二次發酵倉；各進氣篩板下方各連接一氣體緩沖室；各氣體緩沖室開設有進氣口，該進氣口共同連接-空氣壓縮機；各氣體緩沖室底部開設一滲透濾液出口，該出口共同連接一滲濾液收集桶；一滲濾液回噴管道，該管道的一端插設于滲濾液收集桶，另一端連接于二次發酵倉頂蓋的二次發酵倉三通出氣管；該二次發酵倉三通出氣管的第一端與發酵倉內的滲濾液噴頭連接，第二端與外部環境相通，第三端與滲濾液回噴管道連接；一次發酵倉的頂蓋設有一次發酵倉三通出氣管，其中一次發酵倉三通出氣管的第一端連通一次發酵倉內，第二端與外部環境相通，第三端通過一惡臭氣體導氣管連接二次發酵倉的氣體緩沖室進氣口。
2、 如權利要求1所述的二室生物發酵反應器，其特征在于反應器 主體外附著封閉式保溫層，內部設有溫度傳感器。
3、 如權利要求2所述的二室生物發酵反應器，其特征在于傳感器 為探針狀，導線連接中央控制面板。
4、 如權利要求1所述的二室生物發酵反應器，其特征在于發酵倉 內壁為粗糙狀，且內壁上設有數圈凸起的阻風圈。
5、 如權利要求1所述的二室生物發酵反應器，其特征在于發酵倉 內壁上的阻風圈其凸起高度為5mm。
6、 如權利要求1所述的二室生物發酵反應器，其特征在于空氣篩 板的篩孔直徑為0.5mm。
7、 如權利要求1所述的二室生物發酵反應器，其特征在于氣體緩 沖室底部向滲透濾液出口處傾斜。
8、 如權利要求7所述的二室生: 沖室底部傾斜角度為20度，
9、 如權利要求1所述的二室生: 與空氣壓縮機之間設有熱交換機組。
10、 如權利要求1所述的二室生 回噴管道連接一滲濾液泵。發酵反應器，其特征在于氣體緩 發酵反應器，其特征在于進氣口 l發酵反應器，其特征在于滲濾液
專利摘要一種二室生物發酵反應器，其反應器主體內部為二個空間，固定在反應器底座上；該反應器頂部固定有頂蓋，頂蓋下方位于二個空間的上部各設有發酵倉密閉篩，下部各固定有進氣篩板，構成二個發酵倉；各進氣篩板下方為氣體緩沖室；各氣體緩沖室的進氣口連接一空氣壓縮機；各氣體緩沖室底部的滲透濾液出口連接滲濾液收集桶；滲濾液回噴管道的一端插設于滲濾液收集桶，另一端連接于二次發酵倉頂蓋的三通出氣管；該三通出氣管的另二端分別與發酵倉內的滲濾液噴頭和外部環境相通；一次發酵倉的頂蓋設有三通出氣管，其中第一端連通一次發酵倉內，第二端與外部環境相通，第三端通過一惡臭氣體導氣管連接二次發酵倉的氣體緩沖室進氣口。
文檔編號C05F17/02GK201071344SQ2007201288
公開日2008年6月11日 申請日期2007年7月27日 優先權日2007年7月27日
發明者姜永海, 席北斗, 李鳴曉, 魏自民 申請人:中國環境科學研究院