专利名称：沼气干发酵多罐循环连续工艺方法
技术领域：
本发明属于用厌氧消化法处理有机废弃物的方法。
背景技术：
用沼气池厌氧消化处理有机废弃物，能够消灭大部分病毒、细菌和虫卵，生 产洁净能源沼气和有机肥。沼气发酵物料的处理方式分为干发酵和湿式发酵两种方式。以发酵料液的TS划分，干发酵的TS浓度一般为20。/o 30yo，湿发酵的 TS浓度在20。/。以下。干发酵工艺处理低含水量有机废弃物可以节约水资源，提 高池容产气率和池容效率，厌氧消化后残留物不需脱水即可作为肥料加工使用， 筒化了操作，降低了成本。但由于干发酵工艺是批量发酵方式，有间歇时间， 不能连续进出料，在实际应用中存在较大的局限性。为解决连续运行满足规模 化需求，"连续式干发酵沼气发生池"(中国发明专利申请申请号 200610067579.9)提出由发酵池和出渣池两部分组成的沼气池，它分别i更置推 料搅轮、提渣搅轮及折流式溢流管，为了提高池内温度还分设蒸汽加热管等设 施。"生活垃圾厌氧干发酵处理装置"(中国实用新型专利授权公告号 CN2431281)提出包括温控装置、具有成对螺带叶片的滚筒、滚动机构、支撑 机构，滚筒两端具有密封盖、尾部由导管、集气管、网罩组成集气装置，由保 温层、盘管组成加热保温室等结构。采用这些处理装置即使对于集约化管理的 企业费用也较昂贵，且装置维修复杂，在实际的推广应用中存在较大的局限性。术语TS (Total Solids )即总固形物，指一定量的发酵物料在105。C下烘 干至恒重所得净重。滞留天数系指物料厌氧发酵产气通常所需时间。发明内容针对干发酵设备机械复杂、操作繁锁、产气不均衡等不易推广使用的局限， 本发明的目的是提供结构简单，宜于推广和维修的、低成本的干发酵循环连续 式沼气发酵工艺方法，有效解决干发酵产气不均衡的缺点，实现对有机废弃物 的连续发酵和均衡产气。本发明通过以下途径实现a. 以原料干发酵所需滞留天数设置所需安装的发酵罐数目，该数目即为一 个发酵周期；b. 滞留天数期满后，即进入第二个发酵周期，每天开启一个发酵罐接种配料；c. 各发酵罐与集气管并联连接，干发酵所产生的沼气经集气管输入湿式贮 气柜。所述的接种物用量为投料总量的30%左右，发酵罐的容积等于投料总量乘 以1.05。所述的集气管与湿式贮气柜之间设置脱硫塔。上述发酵罐的容积是根据日处理有机废弃物的量与接种量确定的，并余留5%左右的空间。如有机废弃物与接种物TS均为20。/。，日处理量为3吨有机废弃 物,接种物用量一般为投料总量的30%至三分之一，因而，投料总量为3吨+ 70% =4.3叱，将吨近似于立方米，即投料体积为4.31113,考虑5%左右的空间，因此 单体发酵罐容积为4.51113。操作时，每天启动一个发酵罐， 一个周期刚好是滞留时间的天数，从而达 到连续循环的目的。当开启第一罐时，可留30%作为新投料的接种物，其余可 作为沼肥使用或加工成有机肥料，而干发酵所产生的沼气经脱碌u后可输入湿式 贮气柜中储存。本发明根据物料在发酵池中合理的发酵滞留时间，设计若干个发酵罐，每 天启动一个发酵罐， 一个周期刚好是滞留时间的天数，从而达到连续循环的目 的。它除了干发酵具备的池容产气率和池容效率高，节省有机废弃物的处理费 用，在投料时只需加少量的水或者不需加水，厌氧消化后残留物不需脱水即可 作为肥料加工使用之外，特别适合于秸秆、有机垃圾、食品加工废弃物沼气发 酵，并且由于结构简单，不需要复杂昂贵的机械，降低了建立和维修沼气池的 成本和费用。
图l是本发明的示意图。
具体实施方式
实施例l:有机垃圾生活的沼气干发酵循环连续工艺设计。生活垃圾的TS —般在20%~30%之间，这一特性非常适合厌氧干发酵工 艺。非常适合采用厌氧干发酵技术处理，这种处理方式不但可以节约水资源， 同时还有利于沼气发酵残留物加工有机肥料。原料性质经分选和破碎后的农村有才几生活垃圾处理容量日处理IO吨农村有机生活垃圾原料TS:农村有机生活垃圾TS取20y。原料产气率0.04m3/kg . TS相关工艺参数设计发酵工艺干发酵循环连续工艺发酵浓度TS为20%发酵时间发酵滞留时间HRT为30d单体反应器容积15m3球形(或圓柱体)沼气池发酵罐总容积15m3 x 30 = 450m3沼气日产量80m3湿式气拒容积50m3工艺说明系统采用常温批量干发酵工艺，共设30个厌氧发酵罐，各发酵罐通过阀门 与集气管并联，每个发酵罐容积为15m3，将一天的有机生活垃圾投入一个发酵 罐，依次每天投料。即发酵滞留时间HRT = 30d。所有发酵罐的气体均输入到气拒中。运行到第31天时，即可将第一个发酵罐的消化残物取出，以后每天按 投料顺序取出下一个发酵罐的消化残物，从而实现干发酵循环连续工艺。从发酵池中产生的沼气，通过管路先经脱硫塔后再输入湿式j^气拒。气拒 中的沼气输出依据沼气的用途，可进行脱水或不脱水处理。实施例2:秸秆沼气干发酵循环连续工艺设计。原料性质秸秆TS-80V。，日处理量1吨，秸秆原料产气率以250m3/ t TS计。相关工艺参数设计发酵原料的浓度设计为TS = 20%: 1吨原料需加水3吨，总投料量为4吨； 接种物用量为30%左右需TS为20%的接种物1.8吨； 发酵滞留时间50天； 单体发酵罐容积6m3;发酵罐总容积6m3x50 = 300m3, 6m3即发酵罐50个； 日产沼气量200m3; 贮气拒容积100m3 工艺说明采用常温批量干发酵工艺，共设50个沼气发酵罐，各发酵罐通过阀门与集 气管并联，每个发酵罐容积为6m3,将一天的1叱秸秆+ 1.8叱接种物+ 3吨水 混合均匀后投入一个发酵罐，依次每天投料。即发酵滞留时间HRT = 50d。所 有发酵罐的气体均输入到气拒中。运行到第51天时，即可将第一个发酵罐的消 化残物取出，用1.8吨残留物作种进行投料，其余可用作加工肥料；以后每天 按投料顺序取出下一个发酵罐的消化残物，从而实现干发酵循环连续工艺。产 生的沼气经脱硫塔处理后输入贮气柜，可以进行集中供气，可供100户左右的 农户4吏用。
权利要求
1.沼气干发酵多罐循环连续工艺方法，其特征是a.以原料干发酵所需滞留天数设置所需安装的发酵罐数目，该数目即为一个发酵周期；b.滞留天数期满后，每天开启一个发酵罐接种配料；c.各发酵罐与集气管并联连接，干发酵所产生的沼气经集气管输入湿式贮气柜。
2. 根据权利要求l所述的沼气干发酵多罐循环连续工艺方法，其特征是接种 物用量为投料总量的30%,发酵罐的容积等于投料总量乘以1.05。
3. 根据权利要求l所述的沼气干发酵多罐循环连续工艺方法，其特征是集 气管与湿式贮气拒之间设置脱疏塔。
全文摘要
沼气干发酵多罐循环连续工艺方法，属于用厌氧消化法处理有机废弃物的方法。本发明以原料干发酵所需滞留天数安装发酵罐的数目，发酵罐干发酵所产生的沼气经集气管并联后输入湿式贮气柜，且发酵罐干发酵所产生的沼气经集气管并联后输入脱硫塔，脱硫塔通过管路与湿式贮气柜连接。本发明池容产气率和池容效率高，结构简单，需水少，成本低，残留物可直接作为肥料使用，特别适宜低含水有机废弃物，如秸秆、有机垃圾、食品加工废弃物等。
文档编号C12M1/107GK101215520SQ20071006650
公开日2008年7月9日 申请日期2007年12月29日 优先权日2007年12月29日
发明者芳 尹, 张无敌, 锐 徐, 李建昌 申请人:云南师范大学