一种高固体含量干清猪粪的酸化设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种高固体含量干清猪粪的酸化设备及方法，其特征在于：它包括水解酸化反应器、沼液回流冲洗有机酸液装置、搅拌挤酸机构、热水循环传热系统、酸液收集调配系统和酸化罐角度调节机构；水解酸化反应器内部设有搅拌挤酸机构，搅拌挤酸机构的空心转轴一端由减速电机驱动，另一端与热水循环传热系统连接，沼液回流冲洗有机酸液装置与水解酸化反应器的进料斗连接，热水循环传热系统与搅拌挤酸机构的空心转轴相通并通过搅拌挤酸机构在水解酸化反应器内的部件进行传热，酸液收集调配系统与水解酸化反应器连接，罐体角度调节机构由水解酸化反应器两侧的轴头通过轴承座支撑在机架上。本发明专利技术可广泛用于畜禽粪污的酸化处理过程中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种畜禽粪污的酸化设备及方法，特别是关于一种高固体含量干清猪 粪的酸化设备及方法。
技术介绍
厌氧发酵技术是处理畜禽粪污的有效方法，是目前畜禽养殖场沼气工程的核心技 术。目前沼气工程中常用的发酵工艺有以下两种；(1)单相发酵工艺，将发酵原料投入到一 个厌氧反应器中，使沼气发酵的产酸和甲烷阶段合二为一，在同一装置中完成对有机物的 水解酸化和产甲烷。此工艺适用于料液流动性较好的情况，应用最广泛；( 两相发酵工 艺，把原料的水解、产酸阶段和产甲烷阶段分别安排在两个不同的反应器中进行，为产酸细 菌和产甲烷细菌创造各自需要的最佳繁殖条件和生活环境，促使其优势生长，迅速繁殖。这 种工艺流程加快了固体有机物的分解速度，缩短了沼气工程的发酵周期，从而也就降低了 生成甲烷的成本和工程运转费用。由于干清猪粪固体含量高，在有机物水解酸化过程中产生的有机酸和未分解的有 机物混在一起，形成了一种流动性差、粘稠状的猪粪，有机酸液不易从猪粪中分离出来。现 有的单相和两相厌氧发酵装置，还没有很好地解决这种高固体含量、流动性差的干清猪粪 产酸问题。如专利申请“厌氧接触式产酸发酵制氢反应设备”(公开号CN101177660A)、专 利“一体化有机废水处理产酸发酵装置”(专利号ZL98M0801.3)、专利“厌氧产酸装置” (专利号ZL96204014. 2)等都只适合在流动性较好的料液下使用；专利申请“猪场干清粪 两相厌氧消化系统”(公开号CN1016M321A)等利用筛网堆放物料、喷淋物料并收集渗滤 液的水解酸化方法和装置，还没有很好地解决粘稠状猪粪堵塞筛网和流入渗滤液中，以及 有机酸液从粘稠状猪粪中分离的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种高固体含量干清猪粪不需要经过稀释直 接酸化，并能够高效率地将有机酸液从粘稠状猪粪中分离出来的酸化设备及方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案一种高固体含量干清猪粪的酸化设 备，其特征在于它包括水解酸化反应器、搅拌挤酸机构、热水循环系统、酸液收集调配系统 和酸化罐角度调节机构；所述水解酸化反应器包括一圆筒形、两端具有法兰盘，且设置有保 温层的酸化罐，所述酸化罐的一端顶部设置有一具有密封盖的进料斗，底部设置有一带有 开关阀门的排渣管，所述进料斗的直圆柱管上设置有一沼液回流管；所述酸化罐另一端顶 部设置有一排气管，端部所述法兰盘上设置有一排酸口 ；所述搅拌挤酸机构包括一穿过所 述酸化罐、且通过轴承支撑在所述酸化罐两端法兰盘上的空心转轴，所述空心转轴的两端 封闭，且靠近所述进料斗一端的所述空心转轴连接一动接头，所述空心转轴另一端连接一 其上设置有定时控制器的减速电机；所述空心转轴上间隔且上、下交错连通有若干另一端 封闭的连接管，两相邻的所述连接管之间设置有一带状搅拌片；所述热水循环系统包括一通过若干固定杆支撑在所述空心转轴内的通水管，所述通水管的进水端设置在所述空心转 轴内，出水端穿过所述空心转轴位于所述动接头内；所述动接头通过轴承套接在一定接头 内，所述定接头内间隔设置有两圈环形水道；所述定接头和动接头上分别设置有一连通其 中一所述环形水道的进水管和一连通另一所述环形水道的出水管；所述动接头的进水管连 通空心转轴，所述动接头的出水管连通所述通水管；所述酸液收集调配系统包括一设置在 所述排酸口上带有开关阀门的排酸管，所述排酸管另一端穿入一酸液收集罐；所述酸液收 集罐顶部设置有一电机，所述电机的输出端连接一位于所述酸液收集罐内的搅拌轴，所述 搅拌轴下部设置有若干搅拌叶片；所述酸液收集罐顶部设置有一沼液回流管；所述酸液收 集罐的罐体上还设置有一 PH电极，所述酸液收集罐的下部设置有一带有开关阀门的出液 管；所述酸化罐角度调节机构包括一机架，所述机架上间隔设置有两个螺母，每一所述螺母 中连接一螺杆，两所述螺杆的一端分别连接一调节手轮，另一端分别接触一支撑块，两所述 支撑块固定在所述酸化罐的两端底部；所述酸化罐两侧分别通过一轴头支撑在所述机架 上。所述搅拌挤酸机构中，每一所述连接管上还横向设置有一搅拌叶片。所述热水循环系统中的所述定接头通过一支撑座固定连接所述酸化罐相应一端 的所述法兰盘。驱动所述空心转轴的所述减速电机通过一电机固定架固定连接所述酸化罐相应 一端的所述法兰盘。采用上述酸化设备的高固体含量干清猪粪的酸化方法，其包括以下步骤1)通过 酸化罐角度调节机构，将酸化罐调整至水平位置；打开进料斗上的密封盖，将活性污泥装入 酸化罐内，直至达到酸化罐容积的10% ；2)不断将干清猪粪装入酸化罐中，同时启动搅拌 挤酸机构，使活性污泥和干清猪粪充分混合，直到罐内料液体积为酸化罐容积的三分之二 后，盖上进料斗上的密封盖，关闭搅拌挤酸机构；幻通过酸化罐角度调节机构，调节酸化罐 的倾斜角度，使排酸管端高于进料斗端一定角度，但小于90°，打开热水循环传热系统，保 持酸化罐内的温度在35°C 38°C之间；4)每隔1小时，启动搅拌挤酸机构的减速电机，通 过其上的定时控制器控制空心转轴正转3 5分钟，反转3 5分钟搅拌料液一次；5)每 隔12小时，从沼液回流管泵入10% 20%酸化罐容积的沼液稀释酸化罐内料液，同时启动 搅拌挤酸机构的减速电机，通过其上的定时控制器控制空心转轴正转3 5分钟、反转3 5分钟搅拌料液一次，使猪粪中的有机酸液上浮到粘稠状猪粪表面；6)静置半小时后，通过 酸化罐角度调节机构，反向调节酸化罐的倾斜角度，使排酸管端低于进料斗端5 10°，使 有机酸液流入到酸液收集罐中，流出的有机酸液体积与步骤幻加入的沼液体积相同；7)通 过PH电极检测酸液收集罐内液体的pH值，如果pH值低于6. 5，通过酸液收集罐上的沼液回 流管加入沼液，启动酸液收集罐顶部的电机带动搅拌轴转动，直至酸液收集罐内液体的PH 值达到6. 5 7.0为止，停止加入沼液，关闭电机；打开酸液收集罐出液管上的开关阀门，将 经处理后的酸液输送出；8)通过酸化罐角度调节机构，调节酸化罐的倾斜角度，使排酸管 端高于进料斗端10°，取样检测猪粪中固体有机物的降解率如果降解率没有达到70%， 则重复步骤4) 7)；如果降解率达到70%，则启动搅拌挤酸机构的减速电机，打开排渣管 上的开关阀门，将部分酸化罐中未分解猪粪固体排出罐外，剩余料液体积为酸化罐容积的 10 %，后关闭排渣管上的开关阀门。5本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本专利技术包括水解酸化反应器， 水解酸化反应器内部设有搅拌挤酸机构，通过搅拌挤酸机构可将活性污泥和干清猪粪充分 混合，并在水解酸化过程中将产生的有机酸液及时从猪粪中挤出上浮到猪粪表面，因此，解 决了高固体含量干清猪粪水解酸化过程中，有机酸液不易流动和分离的问题，有利于充分 利用高浓度有机物水解酸化速度快的特点，实现了高固体含量干清猪粪不用稀释直接水解 酸化反应，提高了厌氧消化处理猪粪的能力。2、本专利技术由于在搅拌挤酸机构的空心转轴内 设置有热水循环传热系统，热水热量通过热水循环传热系统和搅拌挤酸机构传给酸化罐内 的粪液，为猪粪酸化反应提供适宜的温度，提高酸化反应的速度。3、本专利技术由于通过沼液回 流管向水解酸化反应器中通入沼液，利用回流沼液冲洗水解酸化反应器中的有机酸，减少 了处理干本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高固体含量干清猪粪的酸化设备，其特征在于：它包括水解酸化反应器、搅拌挤酸机构、热水循环系统、酸液收集调配系统和酸化罐角度调节机构；所述水解酸化反应器包括一圆筒形、两端具有法兰盘，且设置有保温层的酸化罐，所述酸化罐的一端顶部设置有一具有密封盖的进料斗，底部设置有一带有开关阀门的排渣管，所述进料斗的直圆柱管上设置有一沼液回流管；所述酸化罐另一端顶部设置有一排气管，端部所述法兰盘上设置有一排酸口；所述搅拌挤酸机构包括一穿过所述酸化罐、且通过轴承支撑在所述酸化罐两端法兰盘上的空心转轴，所述空心转轴的两端封闭，且靠近所述进料斗一端的所述空心转轴连接一动接头，所述空心转轴另一端连接一其上设置有定时控制器的减速电机；所述空心转轴上间隔且上、下交错连通有若干另一端封闭的连接管，两相邻的所述连接管之间设置有一带状搅拌片；所述热水循环系统包括一通过若干固定杆支撑在所述空心转轴内的通水管，所述通水管的进水端设置在所述空心转轴内，出水端穿过所述空心转轴位于所述动接头内；所述动接头通过轴承套接在一定接头内，所述定接头内间隔设置有两圈环形水道；所述定接头和动接头上分别设置有一连通其中一所述环形水道的进水管和一连通另一所述环形水道的出水管；所述动接头的进水管连通空心转轴，所述动接头的出水管连通所述通水管；所述酸液收集调配系统包括一设置在所述排酸口上带有开关阀门的排酸管，所述排酸管另一端穿入一酸液收集罐；所述酸液收集罐顶部设置有一电机，所述电机的输出端连接一位于所述酸液收集罐内的搅拌轴，所述搅拌轴下部设置有若干搅拌叶片；所述酸液收集罐顶部设置有一沼液回流管；所述酸液收集罐的罐体上还设置有一ｐＨ电极，所述酸液收集罐的下部设置有一带有开关阀门的出液管；所述酸化罐角度调节机构包括一机架，所述机架上间隔设置有两个螺母，每一所述螺母中连接一螺杆，两所述螺杆的一端分别连接一调节手轮，另一端分别接触一支撑块，两所述支撑块固定在所述酸化罐的两端底部；所述酸化罐两侧分别通过一轴头支撑在所述机架上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庞昌乐，董仁杰，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]