本發明涉及立式厭氧干發酵方法和設備，特別涉及一種連續式厭氧干發酵方法和設備。

背景技術：

固體有機廢棄物的處置與資源化，一直是環保領域的一個重要議題。近年來，固體有機廢棄物如農林廢棄物、農產品加工廢物、脫水市政污泥、餐廚垃圾的數量大幅攀升。這些固體廢棄物含有大量的有機質，如果不能及時處理，將對環境造成很大的威脅。當前，對于這些固體廢棄物的處理方法主要有：填埋、堆肥、焚燒以及厭氧發酵。其中，厭氧發酵方法在處理這些廢棄物的同時能夠回收利用其中的能源，并且其建設與運行成本相對較低。因此，厭氧發酵成為處理這些固體廢棄物的首選方法。

目前，針對這些固體有機廢棄物的厭氧發酵分為濕法發酵與干法發酵兩種形式，其中干法發酵由于產氣率高，運行成本低，沼液產量少等優點逐漸受到重視。目前，沼氣工程多采用序批式進出料，即上批次發酵結束后才能打開發酵庫大門進行出料，出料完成再進行進料操作。這種進料的方式導致厭氧發酵過程為間歇發酵，產氣過程不穩定，需要幾臺發酵裝置聯合供氣，提高了建設成本，存在進、出料作業的安全隱患。因此設計固體有機廢物連續厭氧發酵技術方法和設備，是當前有機固體廢物處理技術領域的一個新課題。

201110120414.4公開了一種連續進出料的動態干法厭氧發酵設備及其方法，該方法使用臥式轉筒倉作為厭氧發酵倉，使用進料螺旋機和出料螺旋機分別作為連續進料和出料裝置。進料螺旋機、厭氧發酵倉、出料螺旋機依次串接且同軸線安裝，使用滑動密封裝置保證系統的氣密性。該工藝為臥式發酵，發酵倉進料端略高于出料端，來保證原料從進料端向出料端移動。但此種工藝由于采用臥式發酵，因此存在占地面積大的缺陷。并且，由于靠臥式發酵倉的傾角來維持物料向出料端移動，此種出料方式難以保證原料的充分移動，無法控制出料。

技術實現要素：

本發明的目的是提供立式連續厭氧干發酵方法和設備，該方法在勻質罐完成高含固率廢物與接種物充分混合，利用連續進料裝置將混合原料泵入厭氧發酵罐，經過厭氧發酵后發酵剩余物經過底部的螺旋出料裝置輸出發酵罐，同時固液分離成沼渣和沼液，部分沼渣回流至勻質罐作為接種物，部分沼液依次通過沼液泵、沼液緩沖罐和噴淋泵重新噴淋到發酵罐內。

為實現本發明的目的，本發明一方面提供一種立式連續厭氧干發酵方法，包括以下順序進行的步驟：1)高含固率廢物與接種物在勻質罐充分混合形成混合原料；2)混合原料經過連續進料裝置進入厭氧發酵罐；3)混合原料在厭氧發酵罐內發生厭氧發酵反應生成沼氣；4)厭氧發酵完成后的殘余物通過發酵罐底部的螺旋出料裝置連續流出發酵罐；5)發酵剩余物同時在螺旋出料裝置進行固液分離成沼渣和沼液；6)部分沼渣回流至勻質罐作為接種物；7)部分沼液依次通過沼液泵、沼液緩沖罐和噴淋泵重新噴淋到發酵罐內。

其中，步驟1)所述接種物為脫水厭氧污泥、脫水沼渣或經過固液分離的其他厭氧發酵剩余物；所述接種物含固率應高于35％，形成的混合原料含固率可高于25％。

特別是，所述高含固率原料與接種物的干物質混合比例為0.5～1.5，優選為1.0；混合時間為5～30min，優選為15min。

其中，步驟3)所述混合原料在厭氧發酵罐內發生厭氧發酵反應的時間為15～30天。

特別是，所述混合原料在厭氧發酵罐內發生厭氧發酵反應的干物質含量高于15％。

其中，步驟4)和步驟5)所述螺旋出料裝置同時完成出料與固液分離操作。

特別是，所述固液分離效率高于80％。

尤其是，所述固液分離生產的沼渣干物質含量高于30％，沼液干物質含量低于5％。

其中，步驟6)所述沼渣作為接種物回流占沼渣產量比例為30％～80％。

其中，步驟7)所述沼液依次通過沼液泵、沼液緩沖罐和噴淋泵重新噴淋到發酵罐內。

特別是，所述重新噴淋到發酵罐內沼液占沼液產量比例為10％～30％。

特別是，所述沼液緩存罐外安裝保溫增溫裝置，其特征在于沼液緩存罐內沼液溫度高于厭氧發酵罐溫度5℃～10℃，優選為5℃。

本發明另一方面提供立式連續厭氧干發酵裝置，包括依次對高含固率物料進行混合接種、連續進料、厭氧發酵、連續出料和噴淋的裝置，其中：

高含固率物料與接種物進行混合的裝置為勻質罐(1)；混合物料的連續進料裝置為螺桿泵或密封性良好的螺旋進料裝置(2)；混合原料在厭氧發酵罐(4)內進行厭氧發酵；厭氧發酵完成后的發酵剩余物通過螺旋出料裝置(5)旋出并進行固液分離；固液分離后的部分沼液經過過濾器(7)和沼液泵(8)進入沼液緩存罐(9)，再由噴淋泵(10)泵入發酵罐(4)內噴淋頭(12)進行噴淋。

其中，所述連續厭氧干發酵裝置，其特征在于所述勻質罐安裝攪拌系統和保溫增溫系統；所述連續進料裝置可以是螺桿泵或密封性良好的螺旋進料裝置，優選為螺桿泵；所述沼液泵可以是隔膜泵、蠕動泵、留心泵等，優選為隔膜泵；所述過濾器優選為順序安裝在沼液管道上的2個Y型過濾器；所述噴淋泵可以是隔膜泵、離心泵、管道增壓泵等，優選為管道增壓泵。

本發明的高固含率物料連續厭氧干發酵方法與裝置具有如下優點：

本發明能夠完成厭氧干發酵的高含固率物料的連續進料，保證厭氧發酵罐的連續、穩定產氣，降低厭氧發酵供氣裝置的建設成本。同時本發明結構簡單，投入低，運行與維護成本低。

附圖說明

圖1是本發明的一個實例的設備連接示意圖。圖中：1：勻質罐、2：螺桿泵、3：進料管路、4：厭氧發酵罐、5：螺旋出料機、6：沼液管路、7：Y型過濾器、8：沼液泵、9：沼液緩存罐、10：噴淋泵、11：噴淋管、12：噴淋頭、13：沼氣出口、14：沼氣管、15：沼氣流量計、16：沼氣柜。

具體實施方式

下面參照附圖1詳細說明本發明的立式連續厭氧干發酵裝置。

如圖1所示，本發明的立式連續厭氧干發酵方法與裝置包括按照進料順序連接的勻質罐(1)、螺桿泵(2)、進料管路(3)、厭氧發酵罐(4)和螺旋出料機(5)、沼液管路(6)、Y型過濾器(7)、沼液泵(8)、沼液緩存罐(9)、噴淋泵(10)、噴淋管(11)、噴淋頭(12)、沼氣出口(13)、沼氣管(14)、沼氣流量計(15)、沼氣柜(16)。

采用黃貯秸稈為原料，牛糞發酵后的沼渣為接種物。首先將黃貯秸稈填裝進勻質罐(1)。啟動螺旋出料機(5)，固液分離后的沼渣1/3作為接種物加入到勻質罐(1)內，沼液2/3作為噴淋液體通過Y型過濾器(7)、沼液泵(8)進入沼液緩存罐(9)。黃貯秸稈和沼渣在勻質罐內充分混合30min，混合原料體積為厭氧發酵罐有效容積的1/25以保證厭氧發酵時間達到25天以上。

混合原料落入物料緩存罐(1)，啟動螺桿泵(2)電源，物料通過管道(3)進入厭氧發酵罐(4)開始厭氧發酵。在物料厭氧發酵期間，噴淋泵(10)持續抽取沼液緩存罐(9)內的沼液通過噴淋頭(10)對厭氧發酵箱(4)內的物料進行噴淋。