生活垃圾与农作物秸秆生物干式发酵处理装置

摘要

一种生活垃圾与农作物秸秆生物干式厌氧发酵处理装置，包括发酵池，喷淋管，回流污水电泵，喷淋污水电泵，渗沥液贮罐，加热盘管；发酵池的一端设有锥形口门洞，另一端设有排空阀；若干个沼气收集管与沼气贮柜相连通；所述的发酵池是干式发酵池，发酵不用水，没有沼液排出；所述的发酵池建成拱形顶，便于收集沼气；干式发酵池建成模块式若干个循环使用，实现了垃圾与农作物秸秆处理和产气的连续性；干式发酵25-30天为一个周期，经过35-38℃中温发酵，在冬季与气温低的季节，采用热水盘管加热；在产气周期前排出酸化气，干式发酵所产沼气纯度比湿式所产沼气硫化氢含量低，沼气纯度高，CH4≥65%，H2S≤12ppm，每吨垃圾和秸秆混合原料产沼气120-150m3。

说明书

技术领域

本发明涉及一种生活垃圾与农作物秸秆处理装置，尤其涉及一种垃圾与秸秆混合生物干式厌氧发酵产生沼气的资源化利用、无害化处理的装置。

背景技术

据报道截至2010年底全国城市生活垃圾年清运量2.12亿吨，乡村每年垃圾排放量3亿吨。畜禽粪便的排放量约为30亿吨，农作物秸秆年产生量约为7亿吨。城市的垃圾出现了围城现象，19.6%的焚烧发电，77%简单的填埋处理。农村的垃圾堆积如山，秸秆乱堆乱放、随意焚烧，没有得到有效的治理。

目前城市生活垃圾77%填埋占用了80万亩的土地，污染填埋场周边的环境，引起居民的强烈不满，并严重的污染地下水，不但浪费了的大量的资源，并带来的长远的危害；19.6%的焚烧或焚烧发电，由于我国垃圾含水量高，焚烧温度低，达不到450℃易产生“二噁英”有害气体；且垃圾发电厂投资巨大，一般每百吨处理规模投资1亿元以上，严重制约了其发展。堆肥工艺具有简单、投资少、易操作的优点，但是现场蚊蝇滋生、臭气和甲烷气严重污染环境，有机物降解不彻底，肥料重金属含量高。水洗热解处理需要耗用大量的水和热能，产生大量的有害气体和污水，再处理量大成本高，不处理势必会产生二次污染。湿法厌氧发酵产生沼气，浓度一般TS≈5-10%处理1吨垃圾需要10~12吨水，发酵需要温度在35-38%℃，耗用大量的热能，用水量巨大，沼液消纳困难，制约了推广实施。

综上所述，当前生活垃圾及农作物秸秆现有的处理尚未实现真正的无害化处理，资源化利用。一些处理技术仍局限于水洗、热解、高耗能、高耗水极易产生二次污染。

发明内容

本发明所解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种能够避免垃圾填埋占用大量土地，严重污染地下水和土壤；避免垃圾与秸秆焚烧污染环境的生物处理装置。本发明所提供的装置不需要任何添加剂，投资运行费用低，沼气纯度高，没有沼液排放，避免二次污染。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种生活垃圾与农作物秸秆生物干式发酵处理装置，包括发酵池，锥形门洞，密封门，开关门装置，喷淋管，排空阀，隔离篦子，回流污水电泵，喷淋污水电泵，渗沥液贮罐，加热盘管；其特征在于：发酵池的一端设有锥形口洞，密封条贴在密封门的周边，密封门安装在开关门装置上，开关门装置通过门绞轴作为支点转动，若干个沼气收集管与沼气贮柜相连通；所述的发酵池是干式发酵池；所述的发酵池建成拱形顶，便于收集沼气；所述的开关门装置是液压开关门装置；发酵池的底部设有渗沥液回收管和加热盘管、隔离篦子；发酵池封闭的一端设有排空阀；渗沥液回收管通过回流连接管连接回流污水电泵的进液口，回流污水电泵的出液口通过渗沥液进罐管连接渗沥液贮罐的进液口，渗沥液贮罐的进液口在渗沥液贮罐的上部，渗沥液贮罐的下部开有出液口，渗沥液贮罐的出液口通过渗沥液出罐管连接喷淋污水电泵的进液口，喷淋污水电泵的出液口，通过出水连接管连接渗沥液管；

干式发酵25-30天为一个周期，经过35-38℃中温发酵，在冬季等气温低的季节，采用热水盘管加热，每吨垃圾和秸秆混合原料产沼气120-150m3，生活垃圾与农作物秸秆生物发酵时间长，降解彻底、发酵前分选出了磁性金属物质和电池类重金属，沼渣肥效高、重金属含量低；

干式发酵池建成模块式若干个循环使用，实现了垃圾与农作物秸秆处理和产气的连续性；在产气周期前排出酸化气，干式发酵所产沼气纯度比湿法所产沼气硫化氢含量低，沼气纯度高，CH4≥65%，H2S≤12ppm；干式发酵不用水，产生的沼液少，沼液用于生物厌氧菌群接种使用，没有沼液排出；

发酵池建成模块化若干个循环使用不间断垃圾与秸秆处理和连续供沼气，适于规模化处理。

根据所述的生活垃圾与农作物秸秆生物干式发酵处理装置，其特征在于：所述的干式发酵池，干式发酵不用水，产生的沼液少，沼液用于生物厌氧菌群接种使用，没有沼液排出。

附图说明

图1是本发明的生物厌氧干式发酵池主剖视图

图2是本发明的生物厌氧干式发酵池四分之一剖视图

图3是本发明生活垃圾与农作物秸秆干式生物发酵处理装置的总工艺流程图

附图中:  1、发酵池     2、锥形门洞    3、密封条    4、密封门    5、门绞轴 

6、开关门装置     7、沼气收集管      8、渗沥液管     9、喷淋管     10、排空阀

11、隔离篦子       12、渗沥液回收管    13、出水连接管      14、回流连接管   

15、回流污水电泵   16、喷淋污水电泵    17、渗沥液出罐管    18、渗沥液进罐管 

19、渗沥液贮罐     20、门压紧器        21、加热盘管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：

如图1、图2和图3所示，包括发酵池1，锥形门洞2，密封条3，密封门4，门绞轴5，开关门装置6 ，沼气收集管7，渗沥液管8，喷淋管9，排空阀10，隔离篦子11，渗沥液回收管12，出水连接管13，回流连接管14，回流污水电泵15，喷淋污水电泵16，渗沥液出罐管17，渗沥液进罐管18，渗沥液贮罐19，门压紧器20，加热盘管21。

装配关系：

建设在地平面以上的混凝土长方形拱形顶式发酵池1，在发酵池1的一端设有锥形口洞2，密封条3贴在密封门4的周边，密封门4安装在开关门装置6上，开关门装置6与发酵池1通过门绞轴5作为支点相连接，安装在发酵池1上的门压紧器20将密封门4压紧。在发酵池1的顶部设置渗沥液管8，渗沥液管8与喷淋管9连接，并设置若干个沼气收集管7与沼气贮柜相连通。在发酵池1的底部设有渗沥液回收管12和加热盘管21、隔离篦子11，发酵池1封闭的一端设有开门时排空阀10。渗沥液回收管12通过回流连接管14连接回流污水电泵15的进液口，回流污水电泵15的出液口通过渗沥液进罐管18连接渗沥液贮罐19的进液口，渗沥液贮罐19的进液口在渗沥液贮罐19的上部，渗沥液贮罐19的下部开有出液口，渗沥液贮罐19的出液口通过渗沥液出罐管17连接喷淋污水电泵16的进液口，喷淋污水电泵16的出液口，通过出水连接管13连接渗沥液管8。

本发明的优点效果：

本发明的生活垃圾与农作物秸秆生物干式发酵处理装置，所述的发酵池建成拱形顶，便于收集沼气；所述的开关门装置是液压开关门装置，所述的开关门装置带动密封门围绕门绞轴做相对旋转，实现密封门与锥形口洞的开与关，在关门状态时，密封条贴紧在锥形口洞的周边实现密封作用，在开门时排空阀打开，发酵池与大气相通，减小发酵池内的气压，排除发酵池内的气体；所述的发酵池是干式发酵池。

干式发酵池建成模块式若干个循环使用，实现了垃圾与农作物秸秆处理和产气的连续性。由于每个产气周期前的酸化气被排出，这也是干式发酵所产沼气纯度比湿法所产沼气硫化氢含量低的根本所在。

干式发酵不用水就没有沼液排放，无二次污染。

每吨垃圾与农作物秸秆产沼气120-150㎡，资源化利用率高、效益好。

因为干式发酵池间歇式使用提前排出酸化气，沼气纯度高，CH4≥65%，H2S≤12ppm。

干式发酵25-30天为一个周期生活垃圾与农作物秸秆生物发酵时间长，降解彻底、发酵前分选出了磁性金属物质和电池类重金属，沼渣肥效高、重金属含量低。

发酵池建成模块化若干个循环使用不间断垃圾与秸秆处理和连续供沼气，适于规模化处理。

生物干式厌氧发酵用沼渣和渗沥液接种生物菌不需要任何添加剂和水，占地少运行成本低。

适用于有机固体垃圾单独处理及与农作物秸秆混合处理，适应范围广。

本发明的设计原理如下：

初次使用没有含生物厌氧菌的沼渣和渗沥液接种时，应进行培菌驯化接种生物厌氧菌；产生的渗沥液通过干式发酵池底部的回收管网，由回流污水电泵，把所述的渗沥液回收到渗沥液贮罐与生物厌氧菌群接种循环使用；生活垃圾分选出来的有机物料与切碎的农作物秸秆各50%，再加入25-30%上批次出池含生物厌氧菌的沼渣，用铲车混合均匀起到接种生物厌氧菌的作用，并装入干式发酵池内容积的65-75%，关闭密封门；开启与渗沥液贮罐连接的喷淋系统，所述的喷淋系统包括出水连接管、喷淋污水电泵、渗沥液管、喷淋管；通过所述的喷淋系统喷入含有生物厌氧菌的渗沥液，起到调湿接种生物厌氧菌的作用，使原料保持65-75%的水份，由于垃圾及农作物秸秆入发酵池前均匀的混合了沼渣接种再喷淋含有生物厌氧菌的渗沥液，省去了发酵过程的搅拌工序，所述的回收管网包括隔离篦子、渗沥液回收管、回流连接管、回流污水电泵。原料发酵初的48-72小时为酸化阶段，打开沼气收集管网上的分路管阀门将酸化气送入紫外线除臭设备净化排放；72小时后产生沼气，然后关闭硫化氢排气阀门，打开通往沼气贮柜的阀门，沼气进贮气柜。原料在发酵池内发酵25-30天为一个处理周期，每吨有机垃圾与农作物秸秆产沼气120-150m3；干式发酵池建成模块式若干个循环使用，实现了垃圾与农作物秸秆处理和产气的连续性。由于每个产气周期前的酸化气被排出，这也是干式发酵所产沼气纯度比湿法所产沼气硫化氢含量低的根本所在。沼渣出池前打开排空阀通风排净残存的甲烷气，防止操作人员中毒，用铲车运出沼渣。由于干式发酵肥效全部保留在沼渣中，在入池前已分选出了磁性金属物和硬物质，因此沼渣是肥效极高的生物肥。生活有机垃圾及农作物秸秆通过沼渣混合接种生物厌氧菌以及在发酵池内喷淋渗沥液调湿接种厌氧菌，经过25-30天的35-38℃中温发酵，若用53-55℃高温发酵，发酵速度快、效率高，但在冬季等气温低的季节，供温成本高不划算，冬季采用布置在发酵池内的热水盘管加热，用沼气炉加热仅耗用自身产能的3-5%，采用分选出的可燃物供暖就不耗用自身的产能，每吨垃圾和秸秆混合原料产沼气120-150m3，CH4≥65%，H2S≤12ppm。沼渣为高效生物有机肥和电池类重金属物，实现了无害化处理、资源化利用。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。