一种有机废弃物干式厌氧高温发酵系统及发酵工艺技术方案

一种有机废弃物干式厌氧高温发酵系统及发酵工艺，发酵系统包括进料系统（1）、带搅拌系统（3）的干式厌氧发酵罐（2），保温加热系统（4），沼液沼渣处理系统（5）、排气系统（6）和控制系统。本发明专利技术可进行生活有机垃圾的无害化、减量化、资源化处理，实现垃圾的循环利用，且处理效率高，能耗和处理成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及如生活垃圾中的有机部分、厨余垃圾、绿化垃圾、农作物秸秆、畜禽粪便、化粪池底泥、活性污泥以及水葫芦、蓝藻等有机废弃物的处理

技术介绍
目前，我国生活垃圾中的有机成分在不断增加。我国生活垃圾中的有机成分与国外发达国家相比，有很大的差别，其纸张的含量较低，厨余垃圾、绿化垃圾等的含量较高，且厨余垃圾的含水率较高，一般含水率为70% 80%，瓜皮等的含水率可高达95%以上。焚烧垃圾具有回收热能和垃圾减量最彻底的优点，焚烧后垃圾体积可减少80% 95%，然而有机垃圾水分高，净热值低，不适宜焚烧，且焚烧易产生“二噁英”类物质，造成严重的环境污染。直接填埋垃圾又会产生大量填埋场渗滤液，处理不好极易污染地下水及地面水，渗滤液因其组成复杂，浓度高，处理的代价也很大。采用堆肥方式处理垃圾，可使垃圾变成有机肥， 但这种垃圾肥的肥效低，销售有限，发展余地不大。有机物中含有大量的水分、碳水化合物、脂肪和蛋白质等，是进行生物处理的物质基础。厌氧发酵是有机物在厌氧条件下通过微生物的代谢活动而被消耗，同时伴有甲烷和二氧化碳等的产生。厌氧发酵因能产生回收利用方便的沼气，所以又称沼气发酵。厌氧处理过程中不需要供氧，动力消耗低，有机物大部分转变为沼气可作为生物能源，发酵残渣残液无害化程度好，寄生虫卵和病原微生物在发酵过程中能被杀灭，有机物发酵后能成为肥效更高的肥料，同时还可以与污泥一起被制成新型生物质燃料——燃烧棒RDF。所以厌氧发酵在生态农业的研究和实践中常被作为建立良性循环农业生态系统中一个重要环节加以利用，受到越来越多的关注。根据固含率(TS)不同，厌氧发酵分为湿式(TS为5% 15%)和干式(TS为15% 40%)两种。已建成运行的厌氧发酵工程多采用湿式发酵。湿式厌氧发酵反应器体积大，产气率较低，且稀释发酵底物用水消耗量大，既增加了工艺的运行成本，又浪费水资源。干式厌氧发酵技术作为新型垃圾生物处理工艺，与湿式厌氧发酵工艺相比较，其有机负荷高，污水处理量少，单位垃圾所占的消化反应器体积小，具有非常明显的优势。厌氧发酵根据温度不同可分为常温发酵(自然温度)、中温发酵(30 40°C)和高温发酵(50 60°C)。厌氧发酵的温度与产气量呈正比关系，产气量是表征厌氧发酵优劣的重要参数，它们之间关系的实质是发酵底物的消化速率，温度越高，有机物的分解速率越快。现有的干式厌氧发酵工艺多采用中温发酵，存在发酵速率慢，有机物分解速率慢等问题。目前已开发的干式高温厌氧发酵技术发酵所需的发酵所需设备种类繁多，增加了工艺成本，而且不利于管理维护，对发酵所产生的沼液、沼渣不能够得到有效的处理。由于发酵系统内高固含率物料流动性差，物料之间的传热效果差，难于保持干式厌氧发酵罐内物料温度的恒定及传热均勻，进出料困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的不足，提供一种生活有机垃圾与畜禽粪便、化粪池底泥、活性污泥联合处理的系统及其工艺，以提高处理效率，降低能耗和处理成本，防止造成二次污染，并将发酵分离后的产物制备成肥效更高的肥料及新型生物质燃料以及社会所需的沼气能源，进行生活有机垃圾的无害化、减量化、资源化处理，实现垃圾的循环利用。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。一种有机废弃物干式厌氧高温发酵系统，包括进料系统、带搅拌系统的干式厌氧发酵罐，保温加热系统，沼液沼渣处理系统、排气系统和控制系统；所述进料系统包括顺序设置的贮料箱、输送机、半湿粉碎机、预处理池；所述沼液沼渣处理系统包括通过管路相互连接的污泥脱水机和污水处理器；所述排气系统包括通过管路与干式厌氧发酵罐连接的贮气柜；进料系统的预处理池通过管路与干式厌氧发酵罐的进料口连接，干式厌氧发酵罐与保温加热系统之间通过循环管路连接，干式厌氧发酵罐还通过管路分别与沼液沼渣处理系统的污泥脱水机和污水处理器连接。本专利技术的污水处理器通过管路与保温加热系统连接或者连接至排放系统。本专利技术所述干式厌氧发酵罐的搅拌系统包括从干式厌氧发酵罐的进料端到出料端顺序设置于干式厌氧发酵罐中的五组搅拌机构；每组搅拌机构包括位于干式厌氧发酵罐外的减速机、与减速机连接的垂直安装于干式厌氧发酵罐内的搅拌轴、安装于搅拌轴上的搅拌桨叶。在每根搅拌轴上沿不同高度安装有三组搅拌桨叶，相邻的搅拌桨叶相互交错 90°排布。所述的搅拌桨叶为带网孔的桨叶。最上部的搅拌桨叶部分位于干式厌氧发酵罐内发酵液面之上，最底部的搅拌桨叶靠近但不接触干式厌氧发酵罐底面。在搅拌轴位于干式厌氧发酵罐内的顶端安装有密封装置。本专利技术干式厌氧发酵罐的侧壁底部为向下逐渐收口的倾斜面，干式厌氧发酵罐的底面为从进料端向出料端逐渐降低的斜面。本专利技术加热保温系统包括通过水管顺序连接的冷水箱、空气源热泵、保温水箱、散热器、换热器；散热器设置于干式厌氧发酵罐内；在空气源热泵和保温水箱之间还连接有回流水管，保温水箱分别与连接散热器的散热器进水管和散热器出水管以及连接换热器的换热器进水管和换热器出水管；换热器还与连接干式厌氧发酵罐的循环管路的沼液进料管和沼液出料管连接。本专利技术在排气系统的贮气柜前端还设置有脱水及脱硫装置。一种有机废弃物干式厌氧高温发酵工艺，步骤如下将贮料箱内的待处理物料通过输送机输送到半湿粉碎机内破碎至不大于5mm的规格，通过管路输送至预处理池，在预处理池内进行2 3天的酸化预处理后，再将物料泵送到干式厌氧发酵罐内进行封闭搅拌及发酵；f将发酵得到的沼液通过管路送至保温加热系统进行加热，将部分加热后的沼液再通过管路回送至干式厌氧发酵罐与罐内物料混合搅拌，把干式厌氧发酵罐内的物料加热至 55 60°C，调节物料的固含率为30% 40% ；f将发酵完成的物料用从干式厌氧发酵罐内抽出送至污泥脱水机进行固液分离，将分离出来的沼渣贮存留待进一步利用，分离出来的沼液通过污水处理器处理后送至保温加热系统循环利用或者处理达标后送至排放系统；污水处理过程产生的污泥再通过管路输送到干式厌氧发酵罐内进行发酵；I当干式厌氧发酵罐内的压力达到设定值时，通过控制系统启动气泵把干式厌氧发酵罐内的气体抽到贮气柜内。本专利技术处理生活有机垃圾效率高，能耗低，不会造成二次污染，发酵分离后的产物可制备得到高效肥料、生物质燃料以及沼气能源，实现了生活有机垃圾的无害化、减量化和资源化处理，对生活有机垃圾进行了有效的循环利用。本专利技术可通过控制系统实时监测物料的发酵状态，自动控制系统内各设备运行，实现系统的自动控制。下面结合说明书附图进一步阐述本专利技术的内容。附图说明图1是本专利技术有机废弃物干式厌氧高温发酵系统图； 图2是本专利技术干式厌氧发酵罐搅拌系统设置示意图3是图2的左视图； 图4是一组搅拌装置的俯视图； 图5是保温加热系统结构示意图。图中，1一进料系统；Ia —C料箱；Ib—输送机；Ic一半湿粉碎机；Id—预处理池； 2—干式厌氧发酵罐；2a—干式厌氧发酵罐侧壁底部；2b—干式厌氧发酵罐底面；2c—进料口 ；2d—出料口 ；3—搅拌系统；3a—减速机；3b—搅拌轴；3c—搅拌桨叶；3d—密封装置；4一保温加热系统；4a—冷水箱、4b—空气源热泵；4c一保温水箱；4d—散热器；4e—换热器；4f一水管；4g—回流水管；4h—散热器进水管；4i一散热器出水管；4j一换热器进水管；4k一换热器出水管；4m—本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程红清，燕维贤，巴云鹏，黄兴，陈玉鹏，谢晨光，张丽红，季刚，范树平，苏沛仁，杨凤霞，杨发勇，杨育春，李云宏，王雁鹏，刘旭，孙惠伟，钱家梅，郑维，
申请(专利权)人：云南昆船第二机械有限公司，
类型：发明
国别省市：