CN107267376B - 一种生活垃圾发酵设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生活垃圾发酵设备和方法，生活垃圾发酵设备包括打浆机、厌氧酸化过滤池、厌氧消化发酵池和调节池，厌氧酸化过滤池设有沉渣排渣口一，厌氧酸化过滤池设有浮渣出渣口，厌氧酸化过滤池内设有滤筒，滤筒内设有搅拌浆和排渣桨，厌氧酸化过滤池通过输送管道与厌氧消化发酵池连接，厌氧消化发酵池设有沉渣排渣口二，厌氧消化发酵池内设有加热管、孔板活性污泥床和溢流堰，厌氧消化发酵池通过U形溢流管与调节池连接，调节池通过打浆机给水管与打浆机连接，打浆机通过原料进料管与厌氧酸化过滤池连接。本发明设备占地面积小，能够实现垃圾的无害化、资源化处理。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾处理领域，具体涉及一种生活垃圾发酵设备和方法。
背景技术
生活垃圾处理是城市管理和公共服务的重要组成部分，是建设资源节约型和环境友好型社会，实施治污减排，确保城市公共卫生安全，提高人居环境质量和生态文明水平，实现城市科学发展的一项重要工作。
有些城市或地区采用焚烧或土地填埋作为垃圾最终处理方法，虽然减少了垃圾的数量，但占地面积大，对环境造成不良影响。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术中焚烧、填埋的垃圾处理方式占地面积大、对环境造成不良影响的技术问题，本发明提供一种生活垃圾发酵设备和方法，利用厌氧酸化过滤池、厌氧消化发酵池、调节池和打浆机的结合对生活垃圾进行循环处理并制得沼气，实现垃圾的无害化、资源化处理，且设备占地面积小。
本发明采用的技术方案如下：
一种生活垃圾发酵设备，包括分别设置的打浆机、厌氧酸化过滤池、厌氧消化发酵池和调节池，所述厌氧酸化过滤池底部设有原料进料管和沉渣排渣口一，厌氧酸化过滤池顶部设有沼气输出口一，厌氧酸化过滤池内设置有滤筒，厌氧酸化过滤池设有位于滤筒上端的浮渣出渣口，厌氧酸化过滤池外壁设有与浮渣出渣口连通的U形出渣槽，滤筒内设有搅拌桨和位于滤筒上端的排渣桨，所述搅拌桨和排渣桨通过设置在滤筒中心的转轴与电机连接，厌氧酸化过滤池设有位于滤筒下端的输送管道，所述输送管道与厌氧消化发酵池下部连通；
所述厌氧消化发酵池底部设有沉渣排渣口二，厌氧消化发酵池顶部设有沼气输出口二，厌氧消化发酵池内设有加热管和若干个水平设置的孔板活性污泥床，厌氧消化发酵池上部设有网格状溢流堰，厌氧消化发酵池外部设有U形溢流管，所述U形溢流管两端分别与溢流堰外侧和调节池连通，所述厌氧消化发酵池上部有浆渣泵和浆渣管道，所述浆渣管道一端与浆渣泵连接，浆渣管道另一端连接有渣液分布器，所述渣液分布器设置于厌氧酸化过滤池内的滤筒上部；
所述调节池内设置有打浆机给水泵和打浆机给水管，所述打浆机给水管两端分别与打浆机给水泵和打浆机连接，所述打浆机与原料进料管连接。
进一步地，一个厌氧消化发酵池对应设置有一个调节池、一个或多个厌氧酸化过滤池。
进一步地，所述厌氧酸化过滤池、滤筒和厌氧消化发酵池的截面为圆形、方形或其它多边形，厌氧酸化过滤池和厌氧消化发酵池底部为平底或锥形。
进一步地，所述输送管道设有输送泵，所述原料进料管设置有进料泵，所述厌氧酸化过滤池底部设有排渣泵一，所述排渣泵一连接有输出管道一，所述厌氧消化发酵池底部设有排渣泵二，所述排渣泵二连接有输出管道二。
进一步地，所述U形出渣槽底部设有液下搅拌器一和出渣槽液位调节浆渣泵，所述厌氧消化发酵池底部设有液下搅拌器二。
进一步地，所述厌氧消化发酵池设置有测温仪。
一种利用本发明的生活垃圾发酵设备的生活垃圾发酵方法，包括以下步骤：
a.垃圾初选：将生活垃圾进行初选、破袋、风选，除去砖石、金属等硬质物质；
b.垃圾打浆：将经步骤a处理后的生活垃圾加入打浆机，在打浆机中加入调节池中的沉清液，沉清液的重量为垃圾重量的1至3倍，打浆机工作制得渣液混合物；
c.厌氧水解：渣液混合物经原料进料管输入厌氧酸化过滤池底部，渣液混合物中重量轻的无机类垃圾上浮，上浮的垃圾在排渣桨的作用下从浮渣出渣口排入U形出渣槽，厌氧酸化过滤池中有机类垃圾逐渐溶解、水解，搅拌桨加快有机类垃圾溶解、水解速度，厌氧酸化过滤池中的沉渣从厌氧酸化过滤池底部排出；
d.厌氧发酵：经步骤c处理后的渣液混合物经滤筒过滤后由输送管道进入厌氧消化发酵池，渣液混合物在厌氧消化发酵池中进行厌氧发酵反应产生沼气，孔板活性污泥床增加活性污泥在厌氧消化池内分布，加快厌氧发酵反应速度；厌氧消化发酵池的温度由加热管控制，厌氧消化发酵池中的沉渣从厌氧消化发酵池底部排出；
e.回流处理：厌氧消化发酵池中的浮渣经浆渣泵输入厌氧酸化过滤池内，经渣液分布器，在搅拌桨的作用下对浮渣中的有机类垃圾逐渐洗涤，使浮渣中的有机类垃圾逐渐溶解、水解；
f.溢流调节：厌氧消化发酵池中经步骤d处理后产生的沉清液经网格状溢流堰进入调节池，同时利用该沉清液进行垃圾打浆，并对厌氧酸化过滤池、厌氧消化发酵池的液位进行调节，实现沉清液在垃圾处理中的循环应用。
进一步地，向厌氧酸化过滤池内输入渣液混合物为间歇式定期进料。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明利用厌氧酸化过滤池、厌氧消化发酵池、调节池和打浆机的结合对生活垃圾进行处理并制得沼气，处理过程中不产生有毒有害物质，实现垃圾的无害化、资源化处理，且设备占地面积小；
2、本发明厌氧酸化过滤池、厌氧消化发酵池、调节池和打浆机之间通过设置的数条管路实现循环处理，使垃圾处理更充分；厌氧酸化过滤池、厌氧消化发酵池、调节池和打浆机分别设置，可根据实际需要对各装置的数量进行配置，进一步提高垃圾发酵处理效果；
3、本发明厌氧酸化过滤池内设置有滤筒，将渣液混合物中未溶解的不能通过滤筒的垃圾拦截，厌氧酸化过滤池的输送管道位于滤筒下端，厌氧酸化过滤池内的浮渣从浮渣出渣口排出，保证输入厌氧消化发酵池的渣液混合物无体积较大的垃圾，使厌氧消化发酵池中垃圾处理的效果更好；滤筒内设置有一个或数个搅拌浆，加快有机类垃圾的水解、溶解速度，排渣桨将浮渣赶入U形出渣槽，便于收集浮渣，避免浮渣阻塞；
4、本发明厌氧消化发酵池设置有加热管，便于控制池内温度，提高发酵的效率；厌氧消化发酵池内水平设置有孔板活性污泥床，增加活性污泥在厌氧消化池的分布，加快厌氧发酵反应速度；滤筒上方的渣液分布器使垃圾与厌氧酸化过滤池中液体接触更充分，使有机类垃圾处理效果更好；U形溢流管设置于溢流堰外侧，使流入调节池的液体得到进一步过滤。
附图说明
图1是本发明发酵设备整体结构示意图；
图中标记：100-厌氧酸化过滤池、101-原料进料管、102-沉渣排渣口一、103-滤筒、104-浮渣出渣口、105-U形出渣槽、106-液下搅拌器一、107-出渣槽液位调节浆渣泵、108-搅拌桨、109-排渣桨、110-转轴、111-电机、112-输送管道、113-输送泵、114-排渣泵一、115-输出管道一、116-沼气输出口一、200-厌氧消化发酵池、201-液下搅拌器二、202-沉渣排渣口二、203-沼气输出口二、204-加热管、205-孔板活性污泥床、206-溢流堰、207-U形溢流管、208-浆渣泵、209-浆渣管道、210-渣液分布器、211-排渣泵二、212-输出管道二、213-测温仪、300-调节池、301-打浆机给水泵、302-打浆机给水管、400-打浆机、401-进料泵。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合附图对本发明作详细说明。
实施例1，如图1所示，一种生活垃圾发酵设备，包括分别设置的打浆机400、厌氧酸化过滤池100、厌氧消化发酵池200和调节池300，所述厌氧酸化过滤池100、滤筒103和厌氧消化发酵池200的截面为圆形、方形或其它多边形，厌氧酸化过滤池100和厌氧消化发酵池200底部为平底或锥形。所述厌氧酸化过滤池100底部设有原料进料管101和沉渣排渣口一102，厌氧酸化过滤池100顶部设有沼气输出口一116，厌氧酸化过滤池100内设置有滤筒103，厌氧酸化过滤池100设有位于滤筒103上端的浮渣出渣口104，厌氧酸化过滤池100外壁设有与浮渣出渣口104连通的U形出渣槽105，滤筒103内设有一个或数个搅拌桨108和位于滤筒103上端的排渣桨109，所述搅拌桨108和排渣桨109通过设置在滤筒103中心的转轴110与电机111连接，厌氧酸化过滤池100设有位于滤筒103下端的输送管道112，所述输送管道112与厌氧消化发酵池200下部连通。
所述厌氧消化发酵池200底部设有沉渣排渣口二202，厌氧消化发酵池200顶部设有沼气输出口二203，厌氧消化发酵池200内设有加热管204和若干个水平设置的孔板活性污泥床205，厌氧消化发酵池200上部设有网格状溢流堰206，厌氧消化发酵池200外部设有U形溢流管207，所述U形溢流管207两端分别与溢流堰206外侧和调节池300连通，所述厌氧消化发酵池200上部有浆渣泵208和浆渣管道209，所述浆渣管道209一端与浆渣泵208连接，浆渣管道209另一端连接有渣液分布器210，所述渣液分布器210设置于厌氧酸化过滤池100内的滤筒103上部。
所述调节池300内设置有打浆机给水泵301和打浆机给水管302，所述打浆机给水管302两端分别与打浆机给水泵301和打浆机400连接，所述打浆机400与原料进料管101连接。
一种利用本发明所述的生活垃圾发酵设备的生活垃圾发酵方法，包括以下步骤：
a.垃圾初选：将生活垃圾进行初选、破袋、风选，除去砖石、金属等硬质物质；
b.垃圾打浆：将经步骤a处理后的生活垃圾加入打浆机400，在打浆机400中加入调节池300中的沉清液，沉清液的重量为垃圾重量的1至3倍，打浆机400工作制得渣液混合物；
c.厌氧水解：渣液混合物经原料进料管101输入厌氧酸化过滤池100底部，渣液混合物中重量轻的无机类垃圾上浮，上浮的垃圾在排渣桨109的作用下从浮渣出渣口104排入U形出渣槽105，厌氧酸化过滤池100中有机类垃圾逐渐溶解、水解，搅拌桨108加快有机类垃圾溶解、水解速度，厌氧酸化过滤池100中的沉渣从厌氧酸化过滤池100底部排出；
d.厌氧发酵：经步骤c处理后的渣液混合物经滤筒103过滤后由输送管道112进入厌氧消化发酵池200，渣液混合物在厌氧消化发酵池200中进行厌氧发酵反应产生沼气，孔板活性污泥床205增加活性污泥在厌氧消化池内分布，加快厌氧发酵反应速度；厌氧消化发酵池200的温度由加热管204控制，厌氧消化发酵池200中的沉渣从厌氧消化发酵池200底部排出；厌氧消化发酵池200中料液需保持相应的碳、氮元素含量的比例，一般碳、氮的比例25︰1；
e.回流处理：厌氧消化发酵池200中的浮渣经浆渣泵208输入厌氧酸化过滤池100内，经渣液分布器210，在搅拌桨108的作用下对浮渣中的有机类垃圾逐渐洗涤，使浮渣中的有机类垃圾逐渐溶解、水解；
f.溢流调节：厌氧消化发酵池200中经步骤d处理后产生的沉清液经网格状溢流堰206进入调节池300，同时利用该沉清液进行垃圾打浆，并对厌氧酸化过滤池100、厌氧消化发酵池200的液位进行调节，实现沉清液在垃圾处理中的循环应用。
向厌氧酸化过滤池100内输入渣液混合物为间歇式定期进料。
本发明利用厌氧酸化过滤池100、厌氧消化发酵池200、调节池300和打浆机400的结合对生活垃圾进行处理并制得沼气，处理过程中不产生有毒有害物质，实现垃圾的无害化、资源化处理，且设备占地面积小。厌氧酸化过滤池100、厌氧消化发酵池200、调节池300和打浆机400之间通过设置的数条管路实现循环处理，使垃圾处理更充分。
厌氧酸化过滤池100、厌氧消化发酵池200、调节池300和打浆机400分别设置，可根据实际需要对各装置的数量进行配置。厌氧酸化过滤池100内设置有滤筒103，将渣液混合物中不能通过滤筒103的垃圾拦截，厌氧酸化过滤池100的输送管道112位于滤筒103下端，厌氧酸化过滤池100内的浮渣从浮渣出渣口104排出，保证输入厌氧消化发酵池200的渣液混合物无浮渣和体积较大的垃圾。滤筒103内设置有一个或数个搅拌浆，加快有机类垃圾的水解、溶解速度；排渣桨109将浮渣赶入U形出渣槽105，便于收集浮渣，避免浮渣阻塞。本发明厌氧消化发酵池200设置有加热管204，便于控制池内温度，提高垃圾处理的效率。厌氧消化发酵池200内水平设置有孔板活性污泥床205，增加活性污泥在厌氧消化发酵池200内的分布，加快厌氧发酵反应速度。滤筒103上方的渣液分布器210使渣液与厌氧酸化过滤池100中液体接触更充分，使有机类垃圾处理效果更好；U形溢流管207设置于溢流堰206外侧，使流入调节池300的液体得到进一步过滤。
本实施例中，根据实际情况的需要，所述一个厌氧消化发酵池200对应设置有一个调节池300、一个或多个厌氧酸化过滤池100。
本实施例中，为了便于渣液输送，所述输送管道112设有输送泵113，所述原料进料管101设置有进料泵401，所述厌氧酸化过滤池100底部设有排渣泵一114，所述排渣泵一114连接有输出管道一115，所述厌氧消化发酵池200底部设有排渣泵二211，所述排渣泵二211连接有输出管道二212。
本实施例中，为了便于排出浮渣或沉渣，所述U形出渣槽105底部设有液下搅拌器一106和出渣槽液位调节浆渣泵107，所述厌氧消化发酵池200底部设有液下搅拌器二201。
本实施例中，为了便于监测厌氧消化发酵池200内的温度，厌氧消化发酵池200设置有测温仪213。
如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种生活垃圾发酵设备，包括分别设置的打浆机(400)、厌氧酸化过滤池(100)、厌氧消化发酵池(200)和调节池(300)，其特征在于，所述厌氧酸化过滤池(100)底部设有原料进料管(101)和沉渣排渣口一(102)，厌氧酸化过滤池(100)顶部设有沼气输出口一(116)，厌氧酸化过滤池(100)内设置有滤筒(103)，厌氧酸化过滤池(100)设有位于滤筒(103)上端的浮渣出渣口(104)，厌氧酸化过滤池(100)外壁设有与浮渣出渣口(104)连通的U形出渣槽(105)，滤筒(103)内设有搅拌桨(108)和位于滤筒(103)上端的排渣桨(109)，所述搅拌桨(108)和排渣桨(109)通过设置在滤筒(103)中心的转轴(110)与电机(111)连接，厌氧酸化过滤池(100)设有位于滤筒(103)下端的输送管道(112)，所述输送管道(112)与厌氧消化发酵池(200)下部连通；
所述厌氧消化发酵池(200)底部设有沉渣排渣口二(202)，厌氧消化发酵池(200)顶部设有沼气输出口二(203)，厌氧消化发酵池(200)内设有加热管(204)和若干个水平设置的孔板活性污泥床(205)，厌氧消化发酵池(200)上部设有网格状溢流堰(206)，厌氧消化发酵池(200)外部设有U形溢流管(207)，所述U形溢流管(207)两端分别与溢流堰(206)外侧和调节池(300)连通，所述厌氧消化发酵池(200)上部有浆渣泵(208)和浆渣管道(209)，所述浆渣管道(209)一端与浆渣泵(208)连接，浆渣管道(209)另一端连接有渣液分布器(210)，所述渣液分布器(210)设置于厌氧酸化过滤池(100)内的滤筒(103)上部；
所述调节池(300)内设置有打浆机给水泵(301)和打浆机给水管(302)，所述打浆机给水管(302)两端分别与打浆机给水泵(301)和打浆机(400)连接，所述打浆机(400)与原料进料管(101)连接。
2.如权利要求1所述的生活垃圾发酵设备，其特征在于，一个厌氧消化发酵池(200)对应设置有一个调节池(300)、一个或多个厌氧酸化过滤池(100)。
3.如权利要求1所述的生活垃圾发酵设备，其特征在于，所述厌氧酸化过滤池(100)、滤筒(103)和厌氧消化发酵池(200)的截面为圆形、方形或其它多边形，厌氧酸化过滤池(100)和厌氧消化发酵池(200)底部为平底或锥形。
4.如权利要求1所述的生活垃圾发酵设备，其特征在于，所述输送管道(112)设有输送泵(113)，所述原料进料管(101)设置有进料泵(401)，所述厌氧酸化过滤池(100)底部设有排渣泵一(114)，所述排渣泵一(114)连接有输出管道一(115)，所述厌氧消化发酵池(200)底部设有排渣泵二(211)，所述排渣泵二(211)连接有输出管道二(212)。
5.如权利要求1所述的生活垃圾发酵设备，其特征在于，所述U形出渣槽(105)底部设有液下搅拌器一(106)和出渣槽液位调节浆渣泵(107)，所述厌氧消化发酵池(200)底部设有液下搅拌器二(201)。
6.如权利要求1所述的生活垃圾发酵设备，其特征在于，所述厌氧消化发酵池(200)设置有测温仪(213)。
7.一种利用如权利要求1至6中任意一项所述的生活垃圾发酵设备的生活垃圾发酵方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.垃圾初选：将生活垃圾进行初选、破袋、风选，除去砖石、金属等硬质物质；
b.垃圾打浆：将经步骤a处理后的生活垃圾加入打浆机(400)，在打浆机(400)中加入调节池(300)中的沉清液，沉清液的重量为垃圾重量的1至3倍，打浆机(400)工作制得渣液混合物；
c.厌氧水解：渣液混合物经原料进料管(101)输入厌氧酸化过滤池(100)底部，渣液混合物中重量轻的无机类垃圾上浮，上浮的垃圾在排渣桨(109)的作用下从浮渣出渣口(104)排入U形出渣槽(105)，厌氧酸化过滤池(100)中有机类垃圾逐渐溶解、水解，搅拌桨(108)加快有机类垃圾溶解、水解速度，厌氧酸化过滤池(100)中的沉渣从厌氧酸化过滤池(100)底部排出；
d.厌氧发酵：经步骤c处理后的渣液混合物经滤筒(103)过滤后由输送管道(112)进入厌氧消化发酵池(200)，渣液混合物在厌氧消化发酵池(200)中进行厌氧发酵反应产生沼气，孔板活性污泥床(205)增加活性污泥在厌氧消化池内分布，加快厌氧发酵反应速度；厌氧消化发酵池(200)的温度由加热管(204)控制，厌氧消化发酵池(200)中的沉渣从厌氧消化发酵池(200)底部排出；
e.回流处理：厌氧消化发酵池(200)中的浮渣经浆渣泵(208)输入厌氧酸化过滤池(100)内，经渣液分布器(210)，在搅拌桨(108)的作用下对浮渣中的有机类垃圾逐渐洗涤，使浮渣中的有机类垃圾逐渐溶解、水解；
f.溢流调节：厌氧消化发酵池(200)中经步骤d处理后产生的沉清液经网格状溢流堰(206)进入调节池(300)，同时利用该沉清液进行垃圾打浆，并对厌氧酸化过滤池(100)、厌氧消化发酵池(200)的液位进行调节，实现沉清液在垃圾处理中的循环应用。
8.如权利要求7所述的生活垃圾发酵方法，其特征在于，向厌氧酸化过滤池(100)内输入渣液混合物为间歇式定期进料。
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