CN105331521B - 一种应用水平电场的固态有机废物厌氧发酵箱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种应用水平电场的固态有机废物厌氧发酵箱。厌氧发酵箱包括密封门(1)、厌氧发酵室(2)、水平电场发生***(3)、储液室(4)、隔板(5)、喷淋***(6)，保温***(7)与出气口(8)。厌氧发酵箱(2)两侧分别安装阳极部分(3a)、阴极部分(3b)、接阳极导线(3c)、接阴极导线(3d)。通电后在厌氧发酵箱内形成水平电场，固体有机物料厌氧发酵产生的糖类、蛋白质类与挥发酸类等溶解性有机物在电场作用下随渗滤液加速流出，进而提高厌氧发酵箱的产气效率。本发明的装置能够在较低的电压下，促进固态有机废物厌氧发酵产甲烷的效率，提高厌氧发酵剩余物的含固率，降低后续处理处置成本。

Description

一种应用水平电场的固态有机废物厌氧发酵箱
技术领域
本发明涉及一种固态有机废物的厌氧发酵箱，特别涉及一种应用水平电场的固态有机废物厌氧发酵箱。
背景技术
固态有机废弃物的处置与资源化，一直是环保领域的一个重要议题。近年来，固体有机废弃物如农林废弃物、农产品加工废物、脱水市政污泥、餐厨垃圾的数量近年大幅攀升。这些固体废弃物含有大量的有机质，如果不能及时处理，将对环境造成很大的威胁。当前，对于这些固体废弃物的处理方法主要有：填埋、堆肥、焚烧以及厌氧发酵。这其中厌氧发酵方法在处理这些废弃物的同时能够回收利用其中的能源，并且其建设与运行成本相对较低。因此，厌氧发酵成为处理这些固体废弃物的首选方法。
专利CN201210008736提供了一种秸秆干发酵装置，专利CN201210149778提供了一种厌氧干发酵设备以及利用其的厌氧干发酵工艺，专利CN201410655405提供了一种箱式厌氧干发酵反应器。现有的这些干发酵反应器虽然都能实现固态有机废物的厌氧发酵。但是，当厌氧发酵物料含固率高于15％以后，其传质性能变差。固态有机废弃物的厌氧发酵产物与厌氧微生物接触困难，降低了厌氧发酵产甲烷效率。同时，由于厌氧发酵剩余物含水率较高，增加了利用厌氧发酵剩余物再次利用的成本。当前的这些固态有机废物发酵装置未从根本上解决这些问题。因此设计出促进固态有机废物水解产物传质速率的技术方法与设备，是当前固态物料处理领域的一个新课题。
发明内容
本发明的目的是利用水平电场促进固态有机废物厌氧发酵产物迁移，提高厌氧发酵产气效率，降低厌氧发酵剩余物的后续处理处置成本。
为实现本发明的目的，本发明提供一种应用水平电场的有机废物厌氧发酵箱，包括密封门(1)、厌氧发酵室(2)、水平电场发生***(3)、储液室(4)、隔板(5)、喷淋***(6)，增温保温***(7)与出气口(8)，其中：
有机废物在厌氧发酵室(2)内发生厌氧降解作用；
喷淋***(6)喷淋沼液淋洗有机废物厌氧分解产生的可溶性有机物质；
水平电场发生***(3)产生的水平电场促进溶解性有机物随淋洗液向储液室(4)迁移；
储液室(4)用于储存渗滤液并发生液相有机物厌氧发酵；
增温保温***(7)用于保持发酵箱内温度。
其中，所述固态有机废物厌氧发酵箱采用基于电渗作用、电迁移作用及电泳作用的水平电场促进淋洗液及其中溶解的有机物迁移。
特别是，所述水平电场的电场强度为10-200V/m，优选为50V/m。
其中，所述电促***由隔板(3e)、过滤介质(3f)及阴极与阳极电极板(3g)组成。
特别是，所述的阴极板与阳极板为网状电极板，极板材质为耐腐蚀的导电材料，优选为钛涂层氧化铱电极，过滤介质为滤布等柔性过滤介质，隔板为带孔不锈钢板。
本发明的应用水平电场的有机废物的厌氧发酵箱具有如下优点：
1、促进干发酵仓内传质过程，提高厌氧发酵产气性能。采用基于电渗作用、电迁移作用及电泳作用的水平电场促进淋洗液及其中溶解的有机物迁移，加快糖类、蛋白质类、挥发酸类等溶解性固态有机废物厌氧分解产物随渗滤液从厌氧发酵箱流出，并在液相有机物厌氧发酵装置中高效反应，进而提高发酵箱厌氧发酵产气性能；
2、提高沼渣的含固率，降低沼渣的处理处置费用。通过电促淋洗液及其中溶解的有机物迁移，提高发酵箱内有机废物的固液分离效率，降低有机废物剩余物的含水率，缩短了有机废物综合利用所需时间与成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的固态有机废物厌氧发酵箱结构示意图；
图2是本发明实施例提供的水平电场发生***结构示意图。
附图标记说明：图1中1为密封门；2为厌氧发酵室；3为水平电场发生***，其中3a为阳极部分，3b为阴极部分，3c为接阳极导线，3d为接阴极导线；4为储液室；5为隔板；6为喷淋***，其中6a管道泵，6b为沼液管，6c为喷淋头；7为增温保温***；8为出气口。
图2中7为增温保温***，3e为隔板，3f为过滤介质，3g为电极板。
具体实施方式
本发明提供了一种固态有机废物厌氧发酵箱，实现了固态有机废物方便有效的发酵，同时增加了产气效率，降低了发酵剩余物的含水率，提高了装置实用性。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
请参考图1与图2，图1为本发明实施例提供的有机废物厌氧发酵箱的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的电促***结构示意图。
本发明提供的应用水平电场的固态有机废物厌氧发酵箱，包括密封门(1)、厌氧发酵室(2)、水平电场发生***(3)、储液室(4)、隔板(5)、喷淋***(6)，增温保温***(7)与出气口(8)。
厌氧发酵箱(2)两侧分别安装水平电场发生***(3)，水平电场发生***(3)由阳极部分(3a)、阴极部分(3b)、接阳极导线(3c)、接阴极导线(3d)组成；阳极部分(3a)和阴极部分(3b)分别由隔板(3e)、过滤介质(3f)和电极板(3g)构成。电极板(3g)采用网状钛涂层氧化钇电极，过滤介质(3f)为滤布，隔板(3e)为网状不锈钢板。电极接电后厌氧发酵箱内的水平电场强度为50V/m。
固态有机废物厌氧发酵箱在使用时，首先打开密封门(1)，通过隔板(5)向储液室(4)内输入一定量的沼液，随后向厌氧发酵室(2)内填装一定量的固态有机废物与接种物的混合物，进入厌氧发酵室(2)的混合物都置于隔板(5)的上方，启动管道泵(6a)，将储液室(4)内的沼液通过管路输送到喷淋头(6c)，以喷淋的形式使有机废物与沼液充分接触，此时增温保温***(7)开始工作，以保持发酵箱内部的温度，保证高效稳定的发酵过程，同时将水平电场发生***(3)接通电源，在发酵箱内生成水平电场，促使淋洗液携带固态有机废物厌氧发酵生成的溶解性有机物流出并进入储液室(4)，最后产生的沼气通过出气口(8)导出，发酵完成后，打开密封门(1)排出发酵剩余物，重新填装固态有机废物与接种物的混合物，以此，反复进行发酵工序。
通过应用水平电场，可实现固态有机废物产气量提高15％以上，厌氧发酵剩余物含固率提高30％以上。
显然，所述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种应用水平电场的固态有机废物厌氧发酵箱，包括密封门(1)、厌氧发酵室(2)、水平电场发生***(3)、储液室(4)、隔板(5)、喷淋***(6)、保温***(7)与出气口(8)，其特征在于厌氧发酵箱(2)两侧安装水平电场发生***(3)；
其中，水平电场发生***(3)由阳极部分(3a)、阴极部分(3b)、接阳极导线(3c)和接阴极导线(3d)组成；
其中，阳极部分(3a)和阴极部分(3b)分别由隔板(3e)、过滤介质(3f)和电极板(3g)构成；所述极板(3g)为网状电极板极板，材质为耐腐蚀的导电材料，为钛涂层氧化铱电极，过滤介质(3f)为滤布柔性过滤介质，隔板(3e)为带孔不锈钢板；
其中，固态有机废物在厌氧发酵室(2)内发生厌氧发酵作用，喷淋***(6)喷淋沼液淋洗固态有机废物厌氧发酵产生的溶解性有机物，水平电场发生***(3)为固态有机废物厌氧发酵箱提供水平电场，施加水平电场后发酵箱内淋洗液携带溶解性有机物在电渗作用、电迁移作用及电泳作用下加速流出，储液室(4)用于储存淋洗液并发生液态有机物厌氧发酵，增温保温***(7)用于保持发酵箱内温度，固态有机废物厌氧发酵产生的沼气通过出气口(8)排出。
2.如权利要求1所述固态有机废物厌氧发酵箱，其特征在于所述水平电场的电场强度为10-200V/m。
3.如权利要求2所述固态有机废物厌氧发酵箱，其特征在于所述水平电场的电场强度为50V/m。
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