规模化畜禽养殖场、污水处理厂、居民区的主要副产品 :粪便、污泥及厨余垃圾(统称为有机废弃物或发酵原料),量大且高度集中,如果不能及时有效处置,极易造成严重的环境污染。针对以上有机废弃物的处理,人们提出了众多的解决方案,如充氧动态发酵法(堆肥)、沼气发酵法、高温快速干燥法、微波干燥法、填埋及焚烧发电等方法。由于这些有机废弃物通常含水率极高、恶臭、易粘结成块等原因而没有找到很好的处置方法。如 :①焚烧发电法,有机废弃物因含水率高,燃烧热值低使得燃烧发电需消耗大量的燃料资源,燃烧成本高昂而得不偿失,而且燃烧产生二恶英、一氧化碳、二氧化硫等有毒物质被排往大气继续污染环境。②直接填埋法,填埋处理法占用土地面积巨大,不可恢复地消耗土地资源 ;填埋产生大量臭气、渗出液二次污染严重 ;填埋气体存在爆燃危险。③厌氧发酵法(沼气技术)被认为是一种可以处理粪便并生产清洁能源的生物技术,但又带来次生问题 :其一是反应器体积庞大、容积产气率低而成本高昂 ;其二是冬季气温低使反应速度下降甚至停止发酵,冬季的有机废弃物难以得到处理 ;其三是沼液、沼渣固液分离需耗费大量的能源,沼液受运输成本的制约难以实现商品化销售,而沼液 COD 非常高,即使污水处理厂处理也难以达标排放。其四是沼气作为燃料或用来发电收回投资时间太长,回报率低。
好氧发酵(堆肥)可以通过微生物降解有机物,使有机废弃物实现减量化,无害化、资源化处理。目前广泛采用的场地堆肥发酵技术,主要存在 :①占地面积大 ;②发酵时间长;③在低温天气时发酵速度下降甚至停止,④臭气难以收集处理而污染环境。目前大多的研究是通过通风强制输氧、翻堆或搅拌等手段提高好氧堆肥的效率或效果,而发酵产生的热量及臭气则一般任其排往大气,造成了很大的环境污染 ;而达诺(Dano)滚筒式好氧反应器,相对场地发酵具有发酵效率高、占用场地面积小等特点。
随着固体废弃物的排放量不断增长,废弃物的处理成了关系生态环境的一大问题,作为废弃物的一种处理方法,堆肥技术越来越受到重视,相应的堆肥设备发展迅速。好氧堆肥反应器系统具有堆体温度高、发酵时间短、有机物分解彻底、有效防止病原菌的传播和异味散发的优点。堆肥设备的不同主要体现在通风方式、有无搅拌及外形特点这几方面,密闭滚筒式好氧发酵反应器集搅拌、有氧通风、废气排出等为一体的堆肥设备。好氧堆肥反应器其优势在于物料在筒体内完成搅拌,有氧通风、废气水分排出,然后将发酵的物料排出筒体。
滚筒式生物反应器结构主要由反应器筒体、支承装置、传动装置、进出料装置、箱体等组成。进料装置上的进料口进人进料箱,物料随着筒体的转动在抄板的带动下充分混合,并在由筒体的进料端到出料端推进的过程中完成好氧发酵的整个过程。支承装置包括的主要部件有托轮、托轮轴、轴承、轴承支座等。托轮除起支承作用外,同时担负辅助筒体转动的作用,避免筒体在转动中的产生过大的变形。当筒体转动时托轮装置随之共同转动,可大幅度减小与筒体之间的直接摩擦,延长反应器的使用寿命。筒体倾斜的角度使得进料端筒体较高,出料端筒体较低。滚筒式反应器采用摩擦传动,传动装置结构简单维护方便。依靠调速电机保证足够的调速范围。
达诺式发酵滚筒这种发酵设备结构简单,物料在滚筒内反复升高、跌落,可充分地调整物料的温度、水分,达到与曝气同样的效果,实现物料预发酵的功能。随着螺旋板的拨动,滚筒中的旋转物料不断向另一端推进,物料随滚筒旋转而不断地蹋落,以至新鲜空气不断进入,臭气不断被抽走,充分保证了微生物好氧分解的条件。
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