一种一体化分层干式异位发酵装置的制作方法

1.本实用新型涉及养殖沼液干式发酵领域，具体涉及到一种一体化分层干式异位发酵装置。


背景技术：

2.养殖场产生的大量粪污，包括粪便、尿液和冲洗污水等，给生活、生产和生态环境带来了很大的负面影响。如果这些粪尿及污水未经回收利用及进一步处理，而直接排放到环境中，会成为一个新的污染源，会对自然水体、土壤以及空气等造成严重的污染；养殖场粪污是含有高浓度有机污染物、悬浮物和大量氨氮的废水，气味恶臭且处理难度较大，处理的成本比较高。
3.目前，养殖场粪污处理的主要方法是以厌氧发酵为主，以好氧、物理和化学处理为辅；厌氧发酵是指废弃物在厌氧条件下通过微生物的代谢活动而被稳定化，同时伴有甲烷和co2产生的变化，得到以甲烷为主要成分的沼气，但养殖沼液往往达不到最终的出水处理要求，需要经过好氧处理；好氧生物处理利用好氧微生物在有氧条件下进行生物代谢来降解污水中的有机物，主要包括活性污泥、生物滤池、生物转盘、序批式活性污泥(sbr)、a/o及氧化沟等工艺，其存在技术复杂、自动化程度低、占地面积大、发酵周期长和生化污泥难以处理等问题。
4.近些年来，干式厌氧发酵技术得到快速发展，但是现有干式发酵技术至少存在如下问题：物料间传质效率低，发酵周期长、吸水性能差、厌氧发酵排出的气体不达标等问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供了一种一体化分层干式异位发酵装置，至少能够解决上述问题之一，进而实现对养殖沼液的干式异位发酵，达到物料间传质效率高、发酵周期短、高效快速的吸水性能及有效控制大气污染的有益效果。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种一体化分层干式异位发酵装置，包括上层的干式发酵层、中层的渗滤液收集槽、下层的吸水层和总控制面板，所述干式发酵层内设置有搅拌系统和输送系统，所述干式发酵层的顶端设置有至少一个填料口、智能温控和气体检测仪；所述干式发酵层和所述渗滤液收集槽之间设置有渗滤液回用系统,所述渗滤液回用系统将所述渗滤液收集槽收集的渗滤液回用到所述干式发酵层中用于发酵；所述干式发酵层和所述吸水层之间设置有热气导流系统，所述热气导流系统将所述干式发酵层的热量以气流形式通向所述吸水层，用于烘干所述吸水层中的吸水材料的水分；所述总控制面板用于控制所述搅拌系统、所述输送系统、所述渗滤液回用系统的启停。
7.进一步地，所述搅拌系统包括至少一个搅拌轴，所述搅拌轴上设置有搅拌桨叶，所述搅拌轴的一端连接有用于驱动所述搅拌轴的第一驱动器。
8.进一步地，所述干式发酵层的底端设置有v型槽隔板，所述v型槽隔板上设置有若干个孔洞。
9.进一步地，所述输送系统包括输送轴、所述输送轴上设置有螺旋形输送瓦片，输送轴的一端连接有用于驱动所述输送轴的第二驱动器。
10.进一步地,所述输送轴位于所述v型槽隔板的上部和所述搅拌系统的下部。
11.进一步地,所述干式发酵层上部设置有喷淋系统。
12.进一步地，所述渗滤液回用系统包括回流泵，第一回流管、第二回流管和用于驱动所述回流泵的第三驱动器，所述第一回流管的一端和所述第二回流管的一端分别连接在所述回流泵的进液端和出液端，所述第一回流管的另一端和所述第二回流管的另一端分别连接在所述渗滤液收集槽的底端和所述喷淋系统上。
13.进一步地，所述干式发酵层设置有曝气管，所述曝气管的一端连接在所述干式发酵层的下部，另一端连接在所述喷淋系统上。
14.进一步地,所述热气导流系统为热气导流管，所述热气导流管的一端连接在所述干式发酵层的顶端，另一端连接在所述吸水层上。
15.进一步地，所述填料口为检修口。
16.本实用新型的有益效果：
17.1、根据发酵产热特性设计了该装置的智能温控与搅拌系统，当超过一定温度时，会自动打开搅拌系统增强物料间传质以加快发酵过程，缩短发酵周期；
18.2、通过气体检测仪监测易燃易爆气体、臭味气体、臭气浓度、氨气浓度是否达标，有效控制了厌氧发酵处理不达标、臭气排入大气中的问题，进而达到了保护环境的效果；
19.3、通过输送系统能够及时清理发酵完成后的沼渣，沼渣可作为有机肥料再次利用，自动化程度高、效率高；
20.4、通过渗滤液回用系统和热气导流系统，充分满足该装置的厌氧和好氧发酵结合的需求，智能化控制厌氧
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好氧发酵，节省发酵菌，达到高效除氨脱硫、缩短发酵周期的效果；
21.5、该装置上层为干式发酵层、中层为渗滤液收集槽、下层为吸水层的立体结构，具有结构紧凑、占地面积小的优点。
附图说明
22.以下附图是用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，且仅旨在于对本实用新型做示意性的解释和说明，并非用以限制本实用新型的范围。在附图中：
23.图1为本技术实施例中的一种一体化分层干式异位发酵装置的装配前视示意图；
24.图2为本技术实施例中的一种一体化分层干式异位发酵装置的左视示意图。
25.附图标记：
26.1、干式发酵层；2、吸水层；3、渗滤液收集槽；4、热气导流系统；11、填料口；12、气体检测仪；13、搅拌系统；131、第一驱动器；14、输送系统；141、第二驱动器；15、喷淋系统；16、曝气系统；17、v型槽隔板；51、回流泵；52、第一回流管；53、第二回流管。
具体实施方式
27.通常将总固体含量20％
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30％的厌氧发酵称为干式厌氧发酵，将包含污水的粪污与吸水垫料直接在一起厌氧发酵；一般通过吸水材料如稻壳稻糠等将粪污中的大量水分去
除，保留少量污水，经兼性和专性厌氧微生物进行干式厌氧发酵降解有机污染物，再由甲烷菌并产生二氧化碳和甲烷等气体；干式厌氧发酵具有发酵后几乎不产生沼液、减少污水处理量、工艺简单、占地面积小和沼渣不需脱水等优点。
28.本实用新型结合现有干式发酵技术的优点及针对传统的厌氧发酵产生大量滞留沼液以及现有干式发酵技术物料间传质效率低、发酵周期长以及吸水性能差等问题，进行各方面的阐述说明。
29.下面将以图式揭露本技术的多个实施方式，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，构成本技术的一部分说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及说明是用来解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.需要说明，除非单独定义指出的方向以外，本文中涉及到的上、下、左、右、横向、竖向等方向均是以本技术实施例图1所示的上、下、左、右、横向、竖向等方向为准，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应随之改变。“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，在此一并说明，使用的“第一”、“第二”“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。此外，在本公开各个实施例中，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以互相结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求保护的范围之内。
33.请参阅图1、图2，本实施例中的一种一体化分层干式异位发酵装置，包括位于该装置上层的干式发酵层1、中层的渗滤液收集槽3、下层的吸水层2和总控制面板(图未示)，其中，干式发酵层1内设置有搅拌系统13和输送系统14，在干式发酵层1的顶端设置有至少一个填料口11、智能温控和气体检测仪12；
34.如图1所示，在该装置的左侧设置有渗滤液回用系统和热气导流系统4,其中，渗滤液回用系统包括回流泵51，第一回流管52、第二回流管53和用于驱动回流泵51的第三驱动器。
35.具体来说，渗滤液回用系统使干式发酵层1和渗滤液收集槽3连接起来，启动渗滤液回用系统的第三驱动器带动回流泵51旋转，使渗滤液收集槽3收集的渗滤液通过第一回流管52进入到回流泵51的进液口，再经第二回流管53打入到到干式发酵层1中用于发酵，对渗滤液的重复利用，节约经济成本；热气导流系统4使干式发酵层1和吸水层2连接起来，该热气导流系统4将干式发酵层1的热量以气流形式通向吸水层2，用于烘干吸水层2中的吸水材料的水分，进一步经过上层干式发酵层热量的蒸发去除吸水层2中的吸水材料的水分后，吸水材料可在下一发酵周期再次被使用；本实施例中装置的总控制面板用于控制搅拌系统13、输送系统14、渗滤液回用系统的智能启停。
36.如图1所示，作为一种具体实施方式，本实施例中的搅拌系统13包括四个搅拌轴，但不限于四个，可以为两个、三个、五个及根据实际情况可以设置为更多个，搅拌轴上设置有搅拌桨叶，搅拌轴的一端连接有用于驱动该搅拌轴的搅拌电机131(第一驱动器)。
37.如图2所示，作为一种具体实施方式，本实施例中的干式发酵层1的底端设置有v型槽隔板17，在该v型槽隔板上17设置有若干个孔洞用于渗漏沼液
38.具体来说，上层干式发酵层1内的发酵液在发酵的过程中经过若干个孔洞渗漏到渗滤液收集槽3内，当启动渗滤液回用系统后，由回流泵51经第一回流管52、第二回流管53打入到上层的干式发酵层1内，使渗滤液循环利用，充分发酵，进而达到节省发酵液、节约成本的效果。
39.如图1、图2所示，作为一种具体实施方式，本实施例中的输送系统14包括输送轴、该输送轴上设置有螺旋形输送瓦片，输送轴的一端连接有用于驱动所述输送轴的输送电机(第二驱动器141)。
40.具体来说，在启动输送电机后，输送电机带动设置有螺旋形输送瓦片的输送轴旋转，干式发酵层1完成发酵的沼渣随着螺旋形输送瓦片的旋转逐步输送出输送口，最后把沼渣运输至田地内，作为有机肥料再次利用。更进一步地,所述输送轴位于v型槽隔板17上，v型槽隔板17的结构设计是为了更方便沼渣的输出。
41.如图1所示，作为一种具体实施方式，本实施例中的干式发酵层1上部设置有喷淋系统15，该喷淋系统15上设置有全段式喷洒孔。
42.如图1、图2所示，作为一种具体实施方式，本实施例中的渗滤液回用系统上大的第一回流管52的一端和第二回流管53的一端分别连接在回流泵的进液端和出液端，第一回流管52的另一端和第二回流管的另一端53分别连接在渗滤液收集槽3的底端和喷淋系统5上。
43.作为一种具体实施方式，本实施例中的干式发酵层1设置有曝气管16，该曝气管16的一端连接在干式发酵层1的下部，另一端连接在喷淋系统15上。
44.具体来说，干式发酵层1内产生的曝气经曝气管16曝送至喷淋系统15，经喷洒孔喷洒在干式发酵层1的上部，更有利于充分发酵。
45.如图1、图2所示，作为一种具体实施方式，本实施例中的热气导流系统4为热气导流管，该热气导流管的一端连接在干式发酵层1的顶端，另一端连接在吸水层2上。
46.如图1所示，作为一种具体实施方式，本实施例中的填料口11还可以作为检修口，用于检修干式发酵层1内的搅拌系统13和喷淋装置15。
47.一个完整的发酵周期分为四个过程，具体阐述如下：
48.(1)厌氧发酵：集污池粪污经均匀搅拌后由填料口11输入干式发酵层1内，启动搅拌系统13使粪污匀翻，此时污水不断向下渗漏，被下层吸水层2中的“吸水材料”充分吸收6小时，同时在干式发酵层1内加入少量保水材料，如玉米芯；然后投入菌种并搅拌1小时，保证物料均匀，之后再关闭搅拌系统13，进行3
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4天厌氧发酵；干式发酵层1内发酵产生的热气通过热气导流系统4导入吸水层2中，用于烘干吸水材料；气体监测仪12监测易燃易爆气体和臭味气体，智能温控与搅拌系统6联动运行，当干式发酵层1中的温度高于50℃时，再次打开搅拌系统13，低于50℃时，搅拌系统13关闭。
49.(2)好氧发酵：当厌氧发酵完成后，打开干式发酵层1上的曝气管16并打开搅拌系统13，进行好氧发酵10
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11天，气体监测仪12监测臭气浓度、氨气浓度等，判断臭味是否达
标。
50.(3)清理沼渣与更换吸水材料：完成一个周期的发酵后通过输送系统14清理上层发酵完成的沼渣；下层的吸水材料经过多个发酵周期(一般为5次，具体根据沼液情况而定)后更换。
51.(4)下一个发酵周期：吸水材料如果更换完毕(或不更换)，继续打入下一个发酵周期沼液，被“吸水材料”吸收6小时，继续添加入少量保水材料，如玉米芯；随后将渗滤液收集槽3收集的渗滤液通过渗滤液回用系统打回干式发酵层1内，然后启动搅拌系统13、回流泵51和喷淋系统15，保证混合均匀，继续上述发酵流程。
52.需要进一步说明的是，吸水层2中的吸水材料为高性能吸水材料，一次能吸附相当于自身质量6到10倍的水，材料消耗小、后期处理体量小、且材料可回收利用。优选干式发酵层中的发酵液菌种为barms(面包酵媒)菌种，其中，barms菌种是自身研发的产品，不在保护范围内，故不再赘述，该细菌不再自由生长于水体中，而是吸附生长在一种精确设计制备的生物材料微载体上，载体材料可连续重复使用，在长年累月使用中载体随水体流失后造成barms菌处理效果轻微下降可采用微量补充的方法解决，因此整个处理过程所产生的剩余污泥是极为有限的。
53.综上所述，通过本实用新型提供的一种一体化分层干式异位发酵装置，其包括上层的干式发酵层1、中层的渗滤液收集槽3、下层的吸水层2和总控制面板；其中，干式发酵层1内设置有搅拌系统13和输送系统14，干式发酵层1的顶端设置有至少一个填料口11、智能温控和气体检测仪12，该干式发酵层1和渗滤液收集槽3之间设置有渗滤液回用系统和热气导流系统4，总控制面板用于控制搅拌系统13、输送系统14、渗滤液回用系统的运行，解决了传统的厌氧发酵产生大量滞留沼液以及现有干式发酵技术存在物料间传质效率低，发酵周期长、吸水性能差及厌氧发酵排出的气体不达标等问题，实现了对养殖沼液的干式异位发酵，物料间传质效率高、发酵周期短、高效快速的吸水性能、有效控制大气污染的有益效果。
54.上述说明示出并描述了本技术的优选实施方式，但如前对象，应当理解本技术并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文对象构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本技术的精神和范围，则都应在本技术所附权利要求的保护范围内。