我本发明专利技术涉及废弃物处理利用领域，具体地，本发明专利技术涉及一种废弃物连续固态发酵反应装置及固态发酵方法。本发明专利技术的废弃物连续固态发酵反应装置，包括混合罐（4）及其下方的发酵罐（5），所述混合罐（4）的上部设有菌种入口（6）与入料口（10）；所述混合罐（4）内部位于菌种入口（6）与入料口（10）下方设置有若干折流板（1），所述折流板（1）从两侧向下交错倾斜，且均伸过中心线。本发明专利技术通过折流板、分流器实现均匀接种的同时，通过间隔板强化热量、质量的传递，将发酵罐均匀分成若干小的反应空间，使底物均匀发酵，加快了发酵速度，强化废弃物固态发酵反应过程有利于固态发酵的放大和生产应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废弃物处理利用领域，具体地，本专利技术涉及。
技术介绍
中国是世界上垃圾包褓最沉重的国家之一。目前，全国城市垃圾堆放总量高达70亿吨，而且产生量每年以约8. 98%速度递增。全国600多座大中城市中，有70%被垃圾所包围。中国仅“城市垃圾”的年产量就近I. 5亿吨，这些城市垃圾绝大部分是露天堆放。垃圾在腐化过程中，产生大量热能，主要是氨、甲烷和硫化氢等有害气体，浓度过高形成恶臭，严重污染大气，散发热量，从空中包围城市。由于堆放垃圾发酵，产生甲烷气体，垃圾会发生自燃、自爆现象。它不仅影响城市景观，同时污染了大气、水和土壌，对城镇居民的健康构成威 胁，垃圾已成为城市发展中的棘手问题。垃圾不仅造成公害，更是资源的巨大浪费。每年年产I. 5亿吨的城市垃圾中，被丢弃的“可再生资源”价值高达250亿元！北京市现日产垃圾13000吨，全年生产495万吨，而且每年将以8%的速度递增。中国目前处理生活垃圾的方法除露天堆放外，还有卫生填埋，这种方法避免了露天堆放产生的问题，其缺点是建填埋场占地面积大；使用时间相对较短，为十年左右；造价高，垃圾中可回收利用的资源浪费了。再是焚烧，焚烧虽然使垃圾体积缩小50% 95%，但也烧掉了可回收的资源，同时释放出有毒气体，如ニ恶英、硫氮化合物等，并产生有毒有害炉渣和灰尘。第四种是堆肥，这种方法需要人们将有机垃圾与其它垃圾分开才行，它具有很好的发展前景。当前大量未经分类就填埋或焚烧垃圾，既是对资源的巨大浪费，又会产生二次污染。エ业纤维质发酵糟渣具有量大、集中的特点，这些糟渣富含纤维素，是集中的资源。2008年我国白酒糟产量1500万吨、醋糟800万吨，但是这些糟渣呈现酸性或者碱性，是严重的环境污染源。废弃物固态发酵处理过程可以在常温、常压下操作，生产可用沼气，充分利用废弃物中的纤维素、木质素、蛋白和糖类等有用组分，大大减小废弃物的体积，与化工热处理、填埋、焚烧发电等耦合，实现废弃物综合利用和治理。固态发酵过程，按照培养基和处理过程，可以分为静止发酵和动态发酵。其中静止发酵过程存在传热传质性能差，发酵过程不均匀等缺陷；而动态发酵仍存在结构复杂，以及灭菌、清洗存在死角等问题。固态发酵反应器分为转鼓式、木盒式、加盖盘式、垂直培养盒式、倾斜接种盒式、浅盘式、传送带式、圆柱式和混合式等。现在生产所用的固态发酵反应器还是传统的浅盘式和厚层通风层式的装置，规模较大的是隧道窑连续浅盘发酵，均为静态类型，这种类型的固态发酵反应器存在传质、传热性能差，发酵不均匀等缺陷。固态发酵反应器的发展方向是利用化工的三传一反，強化发酵过程中的传热和传质，因此，动态发酵是固态发酵的发展方向。但是，报道最多的动态发酵反应器——转鼓式反应器不能实现连续操作，限制了其エ业应用。其他类型的密闭动态发酵反应器都处于实验室研究阶段，不能应用于实际生产。采用固态发酵处理废弃物可以充分利用其中的有用组分，实现废弃物综合利用和减量排放的目的，但传统的固态发酵过程和发酵反应器的开发在取得显著进步的同时，固态发酵过程操作繁杂、劳动量大等问题依然是制约固态发酵放大和产业化应用的关键，主要原因是固态发酵过程间歇操作，装卸劳动强度大。如果能实现发酵过程中连续进料和出料，可以大大提高发酵的效率(CN200610114377. 5 ；CN201110034380. 7 ；CN201110034320. 5)。现有的连续固态发酵反应装置存在放大生产后，发酵底物与菌种混合不均匀，发酵底物在发酵罐内分布不均等问题，严重降低了发酵生产效率。另外，固态发酵过程缺乏エ艺集成，在废弃物固态发酵过程中仍存在很多发酵残渣，需要进ー步处理，因此开发生物、化工耦合エ艺可以大幅降低固态发酵过程操作费用。
技术实现思路
本专利技术的目的在干，为解决上述问题而提供一种系统可控性强、能连续操作、可以通过折流板強化传热将微生物催化剂与废弃物均匀混合的废弃物连续固态发酵反应装置及固态发酵方法。本专利技术的废弃物连续固态发酵反应装置，包括混合罐4及其下方的发酵罐5，所述混合罐4的上部设有菌种入口 6与入料ロ 10 ;所述混合罐4内部位于菌种入口 6与入料ロ10下方设置有若干折流板1，所述折流板I从两侧向下交错倾斜，且均伸过中心线；所述的混合罐4与发酵罐5之间有ー过渡部，该过渡部内设置有分流器2 ；所述发酵罐5反应区内部沿轴向设置有若干均匀分布的间隔板3，将发酵罐5中部反应区分成若干等体积区域。根据本专利技术的废弃物连续固态发酵反应装置，所述混合罐4，形状优选但不限于圆柱体或长方体，所述发酵罐5，形状优选但不限于圆柱体或长方体。二者的组合方式也并不限于圆柱体与圆柱体组合或长方体与长方体组合。本专利技术所用的折流板为不锈钢的材质，与混合罐器壁的角度为30° 70°，其目的就是增大废弃物和菌种混合几率，促进废弃物均匀接种，另一方面，也保证接种的废弃物顺利进入分流器上。本专利技术所用分流器采用不锈钢的材质，主要特点就是将均匀接种的废弃物均匀分配到反应罐的各个区间。本专利技术所用间隔采用不锈钢的材质，主要特点就是将反应罐分割成不同的区域，保证反应过程传热、传质均匀，其高度和反应罐高度一致。根据本专利技术的废弃物连续固态发酵反应装置，所述间隔板3与发酵罐5中部反应区高度相同。根据本专利技术的废弃物连续固态发酵反应装置，所述发酵罐5底部设有阀门8用于排出滤液，发酵罐5底部侧面开ロ连接出料管道12，所述出料管道12—端设置有开ロ向下的固体产物出ロ 9，固体产物出ロ 9侧壁开ロ通过入料管道7与混合罐4的入料ロ 10相通。一种基于上述废弃物连续固态发酵反应装置的固态发酵方法，包括以下步骤I)将废弃物经入料管道由入料ロ加入混合罐内，同时将微生物催化剂由菌种入口加入混合罐内，废弃物与微生物催化剂经由折流板作用均匀混合；2)将混合均匀的废弃物与微生物催化剂混合物经分流器均匀加入到发酵罐中部反应区，废弃物与微生物催化剂混合物在发酵罐内被间隔板分成若干等份，在发酵罐内均匀厌氧发酵生产沼气；3)将一部分发酵固体产物经由出料管道和入料管道返回混合罐，另一部分发酵固体产物由固体产物出口排出。根据本专利技术的固态发酵方法，发酵后的滤液经菌种入口返回混合罐。根据本专利技术的固态发酵方法，所述废弃物为纤维素发酵糟渣、城市生活垃圾、餐厨垃圾或农业废弃物中的ー种或多种。根据本专利技术的固态发酵方法，优选地，所述微生物催化剂菌种为富集的厌氧产甲烷微生物菌群，细胞浓度为I 50g干细胞/し所述厌氧产甲烷微生物菌群就是在厌氧污泥、下水道污泥等筛选富集的能在无氧条件下讲有机质如城市垃圾、园林垃圾等转化为甲烷的微生物菌群。 根据本专利技术的固态发酵方法，所述微生物催化剂质量为废弃物质量的2% 20%。根据本专利技术的固态发酵方法，所述厌氧发酵的温度为30 50°C，发酵时间为5 30天，发酵压カ为常压 2Mpa。根据本专利技术的固态发酵方法,其中，返回混合罐发酵固体产物占总发酵固体产物的5% 30%，因发酵产物中含有发酵菌群，所以将部分发酵产物返回混合池不仅可以提高废弃物利用率，而且可以提高固态发酵效率，缩短微生物处理时间。本专利技术通过折流板、分流器实现均匀接种的同时，通过间隔板强化热量、质量的传递，将发酵罐均匀分成若干小的反应空间，使底物均匀发酵，加快了发酵速度，強化废弃物固态发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种废弃物连续固态发酵反应装置，包括混合罐（4）及其下方的发酵罐（5），其特征在于，所述混合罐（4）的上部设有菌种入口（6）与入料口（10）；所述混合罐（4）内部位于菌种入口（6）与入料口（10）下方设置有若干折流板（1），所述折流板（1）从两侧向下交错倾斜，且均伸过中心线；所述的混合罐（4）与发酵罐（5）之间有一过渡部，该过渡部内设置有分流器（2）；所述发酵罐（5）反应区内部沿轴向设置有若干均匀分布的间隔板（3），将发酵罐（5）中部反应区分成若干等体积区域。
【技术特征摘要】
1.一种废弃物连续固态发酵反应装置，包括混合罐(4)及其下方的发酵罐(5)，其特征在于，所述混合罐(4)的上部设有菌种入口(6)与入料ロ(10);所述混合罐(4)内部位于菌种入口(6)与入料ロ(10)下方设置有若干折流板(1)，所述折流板(I)从两侧向下交错倾斜,且均伸过中心线； 所述的混合罐(4)与发酵罐(5)之间有ー过渡部，该过渡部内设置有分流器(2); 所述发酵罐(5)反应区内部沿轴向设置有若干均匀分布的间隔板(3)，将发酵罐(5)中部反应区分成若干等体积区域。2.根据权利要求I所述的废弃物连续固态发酵反应装置，其特征在于，所述混合罐(4)为圆柱体或长方体。3.根据权利要求I所述的废弃物连续固态发酵反应装置，其特征在于，所述发酵罐(5)为圆柱体或长方体。4.根据权利要求I所述的废弃物连续固态发酵反应装置，其特征在于，所述间隔板(3)与发酵罐(5)中部反应区高度相同。5.根据权利要求I所述的废弃物连续固态发酵反应装置，其特征在于，所述发酵罐(5)底部设有阀门(8)用于排出滤液，发酵罐(5)底部侧面开ロ连接出料管道(12)，所述出料管道(12) —端设置有开ロ向下的固体产物出口(9)，固体产物出口(9)侧壁开ロ通过入料管道(7)与混合罐(4)的入料ロ(10)相通。6.ー种基于权利要求I所述废弃物连续固态发酵反应装置的固态发酵方法，包括以下...
【专利技术属性】
技术研发人员：李望良，汪印，张光义，许光文，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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