本實用新型涉及一種用于對固體廢棄物進行厭氧發酵處理的裝置,屬于厭氧發酵技術領域。
背景技術:
厭氧發酵是處理固體廢棄物的有效途徑之一,廢棄物在厭氧條件下通過微生物的代謝活動而被穩定化。厭氧發酵通常在厭氧發酵罐中進行,厭氧發酵罐為微生物的生長提供優良條件,滿足微生物的生長和繁殖。在厭氧發酵罐中,這些生物發揮其催化或新陳代謝的功能。由于不能有溶氧,所以厭氧發酵罐內不需要高速的攪拌,即使攪拌也僅起混勻的作用。也可向厭氧發酵罐內通入氮氣等,但會提高運行成本。
厭氧發酵罐不適合黏度較大或者固體含量大的場合,因為這樣固體原料在發酵液內的分布不均勻,傳質效果不佳。為此,在一些厭氧發酵設備中也設置有攪拌裝置。
中國專利文獻CN104893958A公開了一種《有機垃圾高溫干式厭氧發酵裝置》,包括水解酸化箱和臥式的厭氧發酵罐,厭氧發酵罐內設置有螺旋攪拌推進器。但是該螺旋攪拌推進器的作用是推進物料由厭氧發酵罐進料端至排料管,實現發酵裝置的間歇進料、連續工作及自動排料,完成一個發酵周期,物料只是在推進過程中得到攪拌,攪拌僅起混勻的作用,對傳質幾乎沒有影響。
CN105647793A公開的一種《干式厭氧發酵系統》,包括依次連接的進料裝置、厭氧發酵裝置和出料裝置,厭氧發酵裝置包括厭氧發酵罐和監測控制機構,厭氧發酵罐內部設有攪拌裝置,攪拌裝置包括多根依次從發酵罐進料口到出料口并排排列的攪拌軸及其槳葉,攪拌裝置在監測控制機構的控制下實現多根攪拌軸循環往復的依次攪拌。該系統雖然實現多根攪拌軸循環往復的依次攪拌,能適應高雜質物料的發酵處理,但該系統是通過攪拌達到物料輸送和熱傳遞(參見其說明書第0027段)。
上述兩種厭氧發酵設備中的厭氧發酵罐都是臥式的,其內部的攪拌裝置主要用于輸送物料,并沒有使固體原料在發酵液內的得到充分混合,傳質不劇烈,并不適用于黏度較大或者固體含量大的固廢處理。
CN102952746A公開的《一種厭氧發酵罐》,包括一罐體和多個攪拌器,這些攪拌器均包括一旋轉軸和位于該旋轉軸一端的攪拌葉輪,每一旋轉軸的另一端均與該罐體的內壁面的一連接區域固定連接且每一旋轉軸的軸線與該連接區域的法線成一夾角。該發酵罐通過將該旋轉軸設置成與其固定連接的連接區域的法線成一夾角的形式促使發酵液形成沿著罐體軸向的翻滾混合和/或形成發酵液沿著罐體徑向的翻滾混合,因此提高了固體原料在發酵液內的分布均勻度。該發酵罐內的攪拌器主要是攪拌發酵液,使發酵液沿著罐體徑向的局部翻滾混合,不能夠形成罐體內自下至上的整體擾動,因此,對于黏度較大或者固體含量大的固廢也是不適用的。同時,由于旋轉軸安裝于罐體的內壁面,制造難度較大且維修不便。另外,罐體底部無法得到攪拌器的充分攪拌,并且經常存在因攪拌不均而造成的原料沉積現象。
目前亟需一種能夠高效處理黏度較大或者固體含量大的固體廢棄物的厭氧發酵設備。
技術實現要素:
本實用新型針對現有厭氧發酵設備存在的不足,提供一種容積產氣率高、適用性強、維護方便的高固螺旋厭氧反應器。
本實用新型的高固螺旋厭氧反應器,采用下述技術方案:
該裝置,包括罐體和至少一個循環提升擾動單元,各個循環提升擾動單元設置于罐體中;所述循環提升擾動單元,包括傳動裝置、導料筒、轉軸和螺旋葉片,傳動裝置安裝在罐體的頂蓋上,轉軸與傳動裝置的輸出端連接,轉軸在罐體內的部分設置有螺旋葉片,轉軸和螺旋葉片設置在導料筒內,導料筒的上部和下部分別設置有出料口和進料口,導料筒設置在傳動裝置上。
所述罐體的頂蓋上對應于每個循環提升擾動單元開設有一個安裝孔。
所述罐體內在循環提升擾動單元的外圍設置有導向籠,以在安裝或提出循環提升擾動單元時起導向作用,避免相互刮碰。
所述轉軸的上端安裝于軸承座中并伸出該軸承座。
所述轉軸的下端安裝于下軸承座中。
所述罐體的排污口設置在罐體的投料口相對的一側底部,以防止進料發生“短路”現象。
傳動裝置可以采用減速機或其它能夠帶動轉軸轉動的裝置。
上述裝置運行時,啟動各個循環提升擾動單元,轉軸在減速機帶動下轉動,轉軸上的螺旋葉片帶動罐體內的物料(發酵液和固體物)由下至上提升,并由上部落下,形成大幅度地循環翻動,強烈傳質和強化循環,使物料混合充分,傳質效率大為提高。某個循環提升擾動單元出現故障需要維修時,由罐體內提出即可。
本實用新型通過在罐體內設置循環提升擾動單元,將罐體內的物料自下至上提升再落下,使物料(包括固體和發酵液)在罐體內自下至上形成整體翻滾攪動,底部形成的空位迅速被周邊物料在壓力下低位補充,因此,特別適用于泥漿狀、高糊狀等黏度較大或者固體含量大(可達到20%)的固體廢棄物的發酵處理,適應性強,可實現規模化處理;同時,由于循環提升擾動單元可由罐體頂部安裝,也可整體由罐體內提出維修,方便了制造和維修。另外,罐體壁面及底部物料也得到了充分攪拌,不會造成原料沉積現象。
附圖說明
圖1是本實用新型高固螺旋厭氧反應器的結構示意圖。
圖中:1.罐體,2.減速機,3.上軸承座,4.安裝法蘭,5.轉軸,6.螺旋葉片,7.下軸承座,8.導料筒,9.投料口,10.排氣口,11.排污口,12.導向籠,13.出料口,14.進料口。
具體實施方式
如圖1所示,本實用新型的高固螺旋厭氧反應器,包括罐體1和至少一個循環提升擾動單元,各個循環提升擾動單元豎向或傾斜設置于罐體1中。圖1中畫出兩個循環提升擾動單元,具體數量可根據罐體1內徑大小及要求的處理效果和效率根據實驗決定。罐體1的頂蓋上設置有投料口9和排氣口10,底部設置有排污口11。固體廢棄物由投料口9填入罐體1內,發酵產生的沼氣由排氣口10排出,沼渣沼液可由排污口11排出。排污口11設置在罐體1上相對投料口9一側的底部,以使進料充分經過各擾動單元的攪動,防止進料發生“短路”現象。
罐體1的頂蓋上對應于每個循環提升擾動單元開設有一個安裝孔。
所述循環提升擾動單元,包括減速機2、轉軸5和螺旋葉片6,轉軸5在罐體1內的部分設置有螺旋葉片6。轉軸5的上端可直接與減速機2的輸出軸連接,也可在轉軸5的上端設置軸承,軸承設置于上軸承座3中,轉軸5伸出上軸承座3后再與減速機2的輸出軸連接。在上軸承座3上或者是在減速機2上設置安裝法蘭4。安裝法蘭4的底端設置有導料筒8,轉軸5和螺旋葉片6均設置在導料筒8內,導料筒8的上部和下部分別設置有出料口13和進料口14。轉軸5的下端設置有軸承,下端軸承設置于下軸承座7中,下軸承座7固定于導料筒8底部。由于下軸承座7置于罐體1的底部,轉軸5下端與其軸承之間設置密封裝置,使下軸承座7中的軸承以及轉軸5下端與下軸承座7之間的縫隙均處于密封狀態。
整個循環提升擾動單元由罐體1頂蓋上的安裝孔置入罐體1內,并通過安裝法蘭4固定在罐體1的頂蓋上。
為了使各循環提升擾動單元前后裝入罐體1的過程中或者是由罐體1提出維修過程中不致發生刮碰現象,可在罐體1內的每個循環提升擾動單元外圍設置導向籠12。
上述裝置運行時,固體廢棄物由投料口9填入罐體1內,啟動各個循環提升擾動單元,轉軸5在減速機2帶動下轉動,由進料口14進入導料筒8的物料(發酵液和固體物)在螺旋葉片6的帶動下由下至上提升,并在出料口13推出導料筒8,提升過程中罐體1底部形成的空位迅速被周邊物料在壓力下低位補充,物料在導料筒8內外形成大幅度地循環翻動的強烈傳質,使物料混合充分,傳質效率大為提高。提高了厭氧發酵效率和效果,容積產氣率高。特別適用于泥漿狀、高糊狀等黏度較大或者固體含量大(可達20%(含水率80%以上))的固體廢棄物的發酵處理。
發酵產生的沼氣由排氣口10排出,沼渣沼液可由排污口11排出。某個循環提升擾動單元出現故障需要維修時,由罐體內提出即可。