本发明公开的一体式有机生活垃圾干法厌氧发酵装置包括第1反应区、第2反应区、沼液循环回流管和垂直沼液排放管；第1反应区和第2反应区通过具有分隔不同反应区气体的酸解液出口进行连接。本发明能实现不同反应区之间发酵气体的分别收集，促进水解酸液与固相物料的分离，通过设置沼液循环回流装置，使酸解液通过沼液循环管和布水装置进行内循环形成的回流翻滚，避免了生物污泥的沉淀蓄积。本发明不仅实现了厌氧分相发酵，固液气三相分离，同时保持较高的发酵微生物浓度及活性，使整个发酵系统更为稳定，效能更高。整体系统结构紧凑，占地面积小，功能区划分明。
1.一体式有机生活垃圾干法厌氧发酵装置，其特征在于：包括自内向外同轴线装置的物料进料管（2），内圆柱筒（3）和外圆柱罐（5），物料进料管（2）的上部伸出外圆柱罐（5）顶面，并安装有二通阀Ⅰ（1），物料进料管（2）的下部伸至距离内圆柱筒（3）底部20~40 cm处，外圆柱罐（5）外包有一层保温层（14），外圆柱罐（5）的底部呈圆锥形，圆锥形锥顶设沼渣排放管（12），沼渣排放管（12）上有二通阀Ⅲ（13），内圆柱筒（3）的上端与外圆柱罐（5）顶面密封，内圆柱筒（3）的下端与外圆柱罐（5）底部的圆锥形锥底密封，内圆柱筒（3）为第1反应区（3-1），内圆柱筒（3）和外圆柱罐（5）之间形成的腔体为第2反应区（5-1），第1反应区与第2反应区体积比为2~7.4，外圆柱罐（5）的顶部有与第1反应区（3-1）相连通的沼气排放管Ⅱ（24）和与第2反应区（5-1）相连通的沼气排放管Ⅰ（22），沼气排放管Ⅱ（24）上有二通阀Ⅷ（25），沼气排放管Ⅰ（22）上有二通阀Ⅶ（23），在内圆柱筒（3）上距离顶部10~20cm处设有环形酸解液出口（4），第2反应区（5-1）的底部有环状布水装置，布水装置上有3~5个孔，第2反应区（5-1）的一侧设有沼液循环回流管（7），沼液循环回流管（7）的上端与第2反应区（5-1）上部的沼液出口（6）连通，沼液循环回流管（7）的下端进入第2反应区（5-1）与布水装置（11）相连，在沼液循环回流管（7）上设有蠕动泵（8）和二通阀Ⅱ（9），第2反应区（5-1）的另一侧设有与第2反应区底部连通的垂直沼液排放管（15），垂直沼液排放管（15）上间隔设置3~5个沼液排放口，每个排放口分别有二通阀。
2.利用权利要求1所述的装置干法厌氧发酵有机生活垃圾的方法，其特征在于：将有机生活垃圾加热至55℃～60℃，从物料进料管（2）半连续进入第一反应区（3-1），通过进料管上的二通阀Ⅰ（1）和沼渣排放管（12）上的二通阀Ⅲ（13）控制进料速度和沼渣排放速度，使物料在55℃～60℃温度下停留4~10天；第1反应区发酵产生的气体从沼气排放管Ⅱ（24）排出，发酵产生的酸解液从酸解液出口（4）进入第2反应区（5-1），开启蠕动泵（8）使酸解液通过沼液循环管和布水装置进行内循环，防止生物污泥发生沉淀，控制酸解液在第2反应区停留14-30天，开启垂直沼液排放管上间隔设置的3~5个沼液排放口排放酸解液，第
2反应区发酵产生的气体从沼气排放管Ⅰ（22）排出。
一体式有机生活垃圾干法厌氧发酵装置及其方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种有机生活垃圾处理装置及其处理方法，具体说是一种一体式有机生活垃圾干法厌氧发酵装置及其方法。
背景技术
[0002] 我国城市生活垃圾产生量不断增长，处理方法众多。传统的处理方法已经不能满足环境保护和健康卫生的需要。为了降低生活垃圾对生态环境和人体健康的的影响，必须积极开发有机垃圾处理技术。由于有机质含量高，适于采取生物转化法进行处理。采用厌氧生物法处理有机垃圾时，发酵罐的功能是为微生物生长、繁殖提供良好的生长条件，整个发酵过程很复杂，涉及到多种微生物的协同作用。单相厌氧发酵工艺容易出现氨抑制和酸化现象，抑制产甲烷菌的新陈代谢。因此，采用分相式厌氧发酵工艺受到重视，但是现行分相式厌氧发酵工艺多为分体式反应器的组合，一次性投资大，操作复杂。所以，设计一种集水解酸化和厌氧发酵产沼于一体的厌氧发酵装置，对有机生活垃圾的资源化利用有巨大的促进作用。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种一体式有机生活垃圾干法厌氧发酵装置及其方法，以解决目前厌氧发酵系统运行不稳定、效率低等缺陷。
[0004] 本发明的一体式有机生活垃圾干法厌氧发酵装置，包括自内向外同轴线装置的物料进料管，内圆柱筒和外圆柱罐，物料进料管的上部伸出外圆柱罐顶面，并安装有二通阀Ⅰ，物料进料管的下部伸至距离内圆柱筒底部20~40 cm处，外圆柱罐外包有一层保温层，外圆柱罐的底部呈圆锥形，圆锥形锥顶设沼渣排放管，沼渣排放管上有二通阀Ⅲ，内圆柱筒的上端与外圆柱罐顶面密封，内圆柱筒的下端与外圆柱罐底部的圆锥形锥底密封，内圆柱筒为第1反应区，内圆柱筒和外圆柱罐之间形成的腔体为第2反应区，第1反应区与第2反应区体积比为2~7.4，外圆柱罐的顶部有与第1反应区相连通的沼气排放管Ⅱ和与第2反应区相连通的沼气排放管Ⅰ，沼气排放管Ⅱ上有二通阀Ⅷ，沼气排放管Ⅰ上有二通阀Ⅶ，在内圆柱筒上距离顶部10~20cm处设有环形酸解液出口，第2反应区的底部有环状布水装置，布水装置上有3~5个孔，第2反应区的一侧设有沼液循环回流管，沼液循环回流管的上端与第2反应区上部的沼液出口连通，沼液循环回流管的下端进入第2反应区与布水装置相连，在沼液循环回流管上设有蠕动泵和二通阀Ⅱ，第2反应区的另一侧设有与第2反应区底部连通的垂直沼液排放管，垂直沼液排放管上间隔设置3~5个沼液排放口，每个排放口分别有二通阀。
[0005] 利用上述的装置干法厌氧发酵有机生活垃圾的方法，其特征在于：将有机生活垃圾加热至55℃～60℃，从物料进料管半连续进入第一反应区，通过进料管上的二通阀Ⅰ和沼渣排放管上的二通阀Ⅲ控制进料速度和沼渣排放速度，使物料在55℃～60℃温度下停留4~10天；第1反应区发酵产生的气体从沼气排放管Ⅱ排出，发酵产生的酸解液从酸解液出口进入第2反应区，开启蠕动泵使酸解液通过沼液循环管和布水装置进行内循环，防止生物污泥发生沉淀，控制酸解液在第2反应区停留14-30天，开启垂直沼液排放管上间隔设置的3~5个沼液排放口排放酸解液，第2反应区发酵产生的气体从沼气排放管Ⅰ排出。
[0006] 本发明具有以下有益效果：
[0007] 本发明不仅实现了厌氧分相发酵，固液气三相分离，同时保持较高的发酵微生物浓度及活性，使整个发酵系统更为稳定，效能更高。整体系统结构紧凑，占地面积小，功能区划分明。
附图说明
[0008] 图1为本发明的厌氧发酵装置的结构示意图。
[0009] 图中：1、二通阀Ⅰ，2、物料进料管，3、内圆柱筒，3-1、第1反应区，[0010] 4、酸解液出口，5、外圆柱罐，5-1、第2反应区，6、沼液出口，7、沼液循环回流管，8、蠕动泵，9、二通阀Ⅱ，11、布水装置，12、沼渣排放管，13、二通阀Ⅲ，14、保温层，15、垂直沼液排放管，16、二通阀Ⅳ，17、沼液排放口Ⅰ，18、二通阀Ⅴ，19、沼液排放口Ⅱ，20、二通阀Ⅵ，21、沼液排放口Ⅲ，22、沼气排放管Ⅰ，23、二通阀Ⅶ，24、沼气排放管Ⅱ，25、二通阀Ⅷ。
具体实施方式
[0011] 下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。
[0012] 参照图1，本发明的一体式有机生活垃圾干法厌氧发酵装置，包括自内向外同轴线装置的物料进料管2，内圆柱筒3和外圆柱罐5，物料进料管2的上部伸出外圆柱罐5顶面，并安装有二通阀Ⅰ 1，物料进料管2的下部伸至距离内圆柱筒3底部20~40 cm处，外圆柱罐5外包有一层保温层14，外圆柱罐5的底部呈圆锥形，圆锥形锥顶设沼渣排放管12，沼渣排放管12上有二通阀Ⅲ13，内圆柱筒3的上端与外圆柱罐5顶面密封，内圆柱筒3的下端与外圆柱罐5底部的圆锥形锥底密封，内圆柱筒3为第1反应区3-1，内圆柱筒3和外圆柱罐5之间形成的腔体为第2反应区5-1，第1反应区与第2反应区体积比为2~7.4，外圆柱罐5的顶部有与第1反应区3-1相连通的沼气排放管Ⅱ 24和与第2反应区5-1相连通的沼气排放管Ⅰ 22，沼气排放管Ⅱ 24上有二通阀Ⅷ 25，沼气排放管Ⅰ22上有二通阀Ⅶ23，在内圆柱筒3上距离顶部10~20cm处设有环形酸解液出口4，第2反应区5-1的底部有环状布水装置，布水装置上有3~5个孔，第2反应区5-1的一侧设有沼液循环回流管7，沼液循环回流管7的上端与第2反应区5-1上部的沼液出口6连通，沼液循环回流管7的下端进入第2反应区5-1与布水装置11相连，在沼液循环回流管7上设有蠕动泵8和二通阀Ⅱ
9，第2反应区5-1的另一侧设有与第2反应区底部连通的垂直沼液排放管15，图示实例中，在垂直沼液排放管15上间隔设置3个沼液排放口，分别为沼液排放口Ⅰ17、沼液排放口Ⅱ
19和沼液排放口Ⅲ 21，每个排放口上各有二通阀，分别为二通阀Ⅳ16、二通阀Ⅴ18和二通阀Ⅵ20。
[0013] 发酵罐运行时，将加热至55℃～60℃的有机生活垃圾采取时间间隔为8~12小时的半连续式进料模式，从物料进料管2进入第一反应区3-1，通过进料管上的二通阀Ⅰ 1控制进料速度，通过圆锥体底部沼渣排放管12上的二通阀Ⅲ 13控制沼渣排放速度，使物料在55℃～60℃温度下停留时间为4~10天，高固体含量有机生活垃圾在第1反应区3-1进行水解酸化，生物质经过水解酸化之后转化成酸解液，密度较大沼渣沉降到罐体底部圆锥体从沼渣排放管12排出，发酵产生的气体从沼气排放管Ⅱ 24排出，发酵产生的酸解液从酸解液出口4进入第2反应区5-1，开启蠕动泵8使酸解液通过沼液循环管和布水装置进行内循环形成的回流翻滚，防止生物污泥发生沉淀蓄积，有利于生物污泥在第2反应区5-1内与生物质的有效接触，促进厌氧发酵产沼，第2反应区5-1发酵产生的气体从沼气排放管Ⅰ 22排出。控制酸解液在第2反应区5-1于55℃～60℃温度下停留14-30天，开启垂直沼液排放管上间隔设置的3~5个沼液排放口排放酸解液，运行不同的停留时间采用不同位置的排放口排放沼液，例如当停留时间为14天时，开启沼液排放口Ⅰ 17，当停留时间为30天时，开启沼液排放口Ⅲ 21。
