一种畜禽粪污高效厌氧发酵装置
技术领域
本实用新型涉及领域,具体涉及一种畜禽粪污高效厌氧发酵装置。
背景技术
随着养殖业的快速发展，一些重金属元素被广泛添加于畜禽饲料中，这些重金属元素大部分随畜禽粪污被排放，此时再利用畜禽粪污发酵施用于农田，会造成土壤的重金属污染。
重金属元素的去除净化一般采用生物处理法，即畜禽粪污发酵技术。畜禽粪污发酵技术是利用微生物的活性，对畜禽粪污中的有机质进行生物分解、腐熟，使有机废弃物转化成有机肥原料。有机肥料可用于土壤改良、有机蔬菜种植、园林绿化等，最终实现有机废物的无害化利用，并保护环境。当发酵罐内的温度、水分、氧含量等条件达到一定指标时，这些微生物大量繁殖并分解畜禽粪污中含有的有机物。
对于客户来说，畜禽粪污的厌氧发酵不仅仅为了处理粪便，避免造成污染；更重要的是生产出标准的有机肥料，产生盈利。先要生产出标准的有机肥料，就要保证发酵后的有机肥料中的微生物含量、有机质含量、氮磷钾含量达到国家有机肥标准。以鸡粪为例，鸡粪发酵水分最好控制在55％左右，然而鲜鸡粪的水分大多都要超过70％以上，这时就需要用辅料来调节，把鸡粪的水分调节到55％左右达到发酵的水分要求。按照国家有机肥标准，NPK(NPK指的是氮、磷、钾元素)的总含量必须大于或等于5％，但鸡粪中原有的氮磷钾含量达不到这个指标，这时就需要通过添加辅料来补充，使有机质含量符合国家规定的标准。因此，要想生产出标准的有机肥料，必须要通过添加辅料来调节水分，调节原料中的碳氮比，增加有机质含量，增强物料的通透性，增加鸡粪发酵时的氧气含量。
机械搅拌能够保证辅料与畜禽粪污的混合均匀度，传统的畜禽粪污厌氧发酵罐的机械搅拌存在死角，搅拌效率较差，影响了畜禽粪的污厌氧发酵效率。除此之外，温度控制也是影响畜禽粪污厌氧发酵效率重要因素。现有的畜禽粪污厌氧发酵罐多采用电加热方式，电加热能够带来较高的能源消耗，增加了企业的生产成本。
综上所述，现有的畜禽粪污厌氧发酵罐存在，机械搅拌效果差，厌氧发酵效率低，且加热能耗高的问题。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有的畜禽粪污厌氧发酵罐存在，机械搅拌效果差，厌氧发酵效率低，且加热能耗高的问题，进而提供一种畜禽粪污高效厌氧发酵装置。
本实用新型的技术方案是：
一种畜禽粪污高效厌氧发酵装置，它包括发酵罐、密封罩、加热装置、支撑装置、驱动电机、传动机构和搅拌装置，发酵罐和密封罩均为空心圆柱形结构，发酵罐设置在密封罩的内部，发酵罐的侧壁与密封罩的侧壁之间存在间隙，密封罩的下端面与发酵罐的侧壁密封连接，发酵罐的中心处设有装配孔，位于所述装配孔一侧的发酵罐上端板上设有进料口，所述发酵罐的下部设有出料口，加热装置包括多个加热单元，多个所述加热单元沿发酵罐的轴线方向由上至下依次设置在发酵罐与密封罩之间的间隙内，每个加热单元包括螺旋形加热管、进水管路、出水管路、进水阀、出水阀和温度传感器，螺旋形加热管套装在发酵罐上，进水管路的一端与螺旋形加热管的一端连通，进水管路的另一端穿过密封罩，所述进水管路上设有进水阀和温度传感器，出水管路的一端与螺旋形加热管的另一端连通，出水管路的另一端穿过密封罩，所述出水管路上设有出水阀，支撑装置位于密封罩的下部，支撑装置包括支撑环和多个支撑柱，支撑环的下端面均布多个支撑柱，支撑环的上端面与密封罩的下端面固接，驱动电机位于发酵罐的上部，驱动电机的输出轴竖直向下设置，搅拌装置包括上部支撑组件、下部支撑组件、主动搅拌轴和两个从动搅拌轴，上部支撑组件设置在发酵罐的上端板上，下部支撑组件设置在发酵罐的下端板上，主动搅拌轴竖直设置在发酵罐的内部，主动搅拌轴的上端穿过上部支撑组件与驱动电机输出轴连接，主动搅拌轴的下端与下部支撑组件可转动连接，两个从动搅拌轴对称设置在主动搅拌轴的两侧，两个从动搅拌轴的上端穿过上部支撑组件，两个从动搅拌轴的下端均与下部支撑组件可转动连接，主动搅拌轴和两个从动搅拌轴上均设有螺旋状搅拌桨，传动机构位于驱动电机与搅拌装置之间，传动机构包括主动齿轮和两个从动齿轮，主动齿轮通过连接键与主动搅拌轴连接，两个从动齿轮分别通过两个连接键与两个从动搅拌轴连接。
进一步地，发酵罐与密封罩同轴设置，发酵罐与密封罩之间的空隙内设有多个第一支撑肋板，多个所述第一支撑肋板均水平设置，第一支撑肋板的一端与发酵罐的外圆柱面固接，第一支撑肋板的另一端与密封罩的内圆柱面固接。
进一步地，密封罩的上部设有仓门。
进一步地，上部支撑组件包括上搅拌支撑筒和上搅拌支撑盘，下部支撑组件包括下搅拌支撑筒和下搅拌支撑盘，上搅拌支撑盘、上搅拌支撑筒、下搅拌支撑盘和下搅拌支撑筒沿发酵罐的轴线由上至下依次设置，上搅拌支撑盘的下端面与上搅拌支撑筒的上端面固接，上搅拌支撑盘的中心设有第一轴孔，所述第一轴孔的两侧对称设有两个第二轴孔，上搅拌支撑筒的下端面与发酵罐的上端板固接，下搅拌支撑盘的下端面与下搅拌支撑筒的上端面固接，下搅拌支撑盘的中心设有第三轴孔，所述第三轴孔的两侧对称设有两个第四轴孔，下搅拌支撑筒的下端面与发酵罐的下端板固接，上搅拌支撑盘的第一轴孔与下搅拌支撑盘的第三轴孔对应设置，上搅拌支撑盘的两个第二轴孔与下搅拌支撑盘的两个第四轴孔一一对应设置。
进一步地，搅拌装置还包括三个轴套，主动齿轮与上搅拌支撑盘之间设有一个轴套，所述轴套套装在主动搅拌轴的上，每个从动齿轮与搅拌支撑盘之间分别设有一个轴套，所述轴套套装在从动搅拌轴上。
进一步地，搅拌装置还包括六个轴承，主动搅拌轴与上搅拌支撑盘的第一轴孔之间、主动搅拌轴与下搅拌支撑盘的第三轴孔之间分别设有一个轴承，每个从动搅拌轴与上搅拌支撑盘的第二轴孔之间、每个从动搅拌轴与下搅拌支撑盘的第四轴孔之间分别设有一个轴承。
进一步地，所述厌氧发酵装置还包括多个第二支撑肋板，多个所述第二支撑肋板倾斜设置在发酵罐的上端板与发酵罐的侧壁之间，第二支撑肋板的上端与发酵罐的上端板固接，第二支撑肋板的下端与发酵罐的内侧壁固接。
本实用新型与现有技术相比具有以下效果：
1、本实用新型采用热水螺旋形加热管加热发酵罐管壁的热补偿方式，在发酵罐与密封罩之间设置多个加热单元，每个加热单元的螺旋形加热管内的热水与外界热水形成闭路循环。每个加热单元独立工作，可以根据发酵罐内部的畜禽粪污待处理量选择加热单元的使用量，当畜禽粪污的待处理量较少时，选择1～2个加热单元即可满足温度控制要求；当畜禽粪污的待处理量较多时，选择3～4个加热单元能够满足温度控制要求，保证发酵罐的各部分菌种数量和活性。采用多个独立控制的加热单元对发酵罐进行加热，在满足畜禽粪污厌氧发酵的温度控制的情况下，减少了加工能耗，降低了企业的生产成本。
2、本实用新型采用三个搅拌轴对发酵罐内部畜禽粪污进行搅拌，在搅拌过程中，发酵细菌也得到均匀分布，保证发酵罐的各部分菌种数量和活性，当向发酵罐内部添加辅料时，三个搅拌轴也能够满足畜禽粪污与辅料之间的均匀混合，有效地提高了发酵罐的发酵效率。
附图说明
图1是本实用新型的畜禽粪污高效厌氧发酵装置的结构示意图；
图2是本实用新型去掉密封罩、加热装置、支撑装置后的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的一种畜禽粪污高效厌氧发酵装置，它包括发酵罐1、密封罩2、加热装置、支撑装置、驱动电机3、传动机构和搅拌装置，发酵罐1和密封罩2均为空心圆柱形结构，发酵罐1设置在密封罩2的内部，发酵罐1的侧壁与密封罩2的侧壁之间存在间隙，密封罩2的下端面与发酵罐1的侧壁密封连接，发酵罐1的中心处设有装配孔1-1，位于所述装配孔1-1一侧的发酵罐1上端板上设有进料口1-2，所述发酵罐1的下部设有出料口1-3，加热装置包括多个加热单元，多个所述加热单元沿发酵罐1的轴线方向由上至下依次设置在发酵罐1与密封罩2 之间的间隙内，每个加热单元包括螺旋形加热管4-1、进水管路4-2、出水管路4-3、进水阀4-4、出水阀4-5和温度传感器4-6，螺旋形加热管4-1套装在发酵罐1上，进水管路 4-2的一端与螺旋形加热管4-1的一端连通，进水管路4-2的另一端穿过密封罩2，所述进水管路4-2上设有进水阀4-4和温度传感器4-6，出水管路4-3的一端与螺旋形加热管4-1 的另一端连通，出水管路4-3的另一端穿过密封罩2，所述出水管路4-3上设有出水阀4-5，支撑装置位于密封罩2的下部，支撑装置包括支撑环5-1和多个支撑柱5-2，支撑环5-1 的下端面均布多个支撑柱5-2，支撑环5-1的上端面与密封罩2的下端面固接，驱动电机 3位于发酵罐1的上部，驱动电机3的输出轴竖直向下设置，搅拌装置包括上部支撑组件、下部支撑组件、主动搅拌轴6-1和两个从动搅拌轴6-2，上部支撑组件设置在发酵罐1的上端板上，下部支撑组件设置在发酵罐1的下端板上，主动搅拌轴6-1竖直设置在发酵罐 1的内部，主动搅拌轴6-1的上端穿过上部支撑组件与驱动电机3输出轴连接，主动搅拌轴6-1的下端与下部支撑组件可转动连接，两个从动搅拌轴6-2对称设置在主动搅拌轴6-1 的两侧，两个从动搅拌轴6-2的上端穿过上部支撑组件，两个从动搅拌轴6-2的下端均与下部支撑组件可转动连接，主动搅拌轴6-1和两个从动搅拌轴6-2上均设有螺旋状搅拌桨，传动机构位于驱动电机3与搅拌装置之间，传动机构包括主动齿轮7-1和两个从动齿轮 7-2，主动齿轮7-1通过连接键与主动搅拌轴6-1连接，两个从动齿轮7-2分别通过两个连接键与两个从动搅拌轴6-2连接
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的发酵罐1与密封罩2同轴设置，发酵罐1与密封罩2之间的空隙内设有多个第一支撑肋板8，多个所述第一支撑肋板8均水平设置，第一支撑肋板8的一端与发酵罐1的外圆柱面固接，第一支撑肋板8 的另一端与密封罩2的内圆柱面固接。如此设置，第一支撑肋板8起到连接发酵罐1与密封罩2的作用，提高了厌氧发酵装置的使用寿命。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式的密封罩2的上部设有仓门 2-1。如此设置，在保证密封性的同时，便于密封罩2内的各部件的拆装以及辅料的添加。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的上部支撑组件包括上搅拌支撑筒6-3和上搅拌支撑盘6-4，下部支撑组件包括下搅拌支撑筒6-5和下搅拌支撑盘6-6，上搅拌支撑盘6-4、上搅拌支撑筒6-3、下搅拌支撑盘6-6和下搅拌支撑筒6-5 沿发酵罐1的轴线由上至下依次设置，上搅拌支撑盘6-4的下端面与上搅拌支撑筒6-3的上端面固接，上搅拌支撑盘6-4的中心设有第一轴孔，所述第一轴孔的两侧对称设有两个第二轴孔，上搅拌支撑筒6-3的下端面与发酵罐1的上端板固接，下搅拌支撑盘6-6的下端面与下搅拌支撑筒6-5的上端面固接，下搅拌支撑盘6-6的中心设有第三轴孔，所述第三轴孔的两侧对称设有两个第四轴孔，下搅拌支撑筒6-5的下端面与发酵罐1的下端板固接，上搅拌支撑盘6-4的第一轴孔与下搅拌支撑盘6-6的第三轴孔对应设置，上搅拌支撑盘6-4的两个第二轴孔与下搅拌支撑盘6-6的两个第四轴孔一一对应设置。如此设置，上部支撑组件和下部支撑组件对主动搅拌轴6-1和两个从动搅拌轴6-2起到支撑定位的作用。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的搅拌装置还包括三个轴套6-7，主动齿轮7-1与上搅拌支撑盘6-4之间设有一个轴套6-7，所述轴套6-7套装在主动搅拌轴6-1的上，每个从动齿轮7-2与搅拌支撑盘之间分别设有一个轴套6-7，所述轴套6-7套装在从动搅拌轴6-2上。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式六：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的搅拌装置还包括六个轴承6-8，主动搅拌轴6-1与上搅拌支撑盘6-4的第一轴孔之间、主动搅拌轴6-1与下搅拌支撑盘6-6的第三轴孔之间分别设有一个轴承6-8，每个从动搅拌轴6-2与上搅拌支撑盘6-4的第二轴孔之间、每个从动搅拌轴6-2与下搅拌支撑盘6-6的第四轴孔之间分别设有一个轴承6-8。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
具体实施方式七：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的所述厌氧发酵装置还包括多个第二支撑肋板9，多个所述第二支撑肋板9倾斜设置在发酵罐1的上端板与发酵罐1的侧壁之间，第二支撑肋板9的上端与发酵罐1的上端板固接，第二支撑肋板9 的下端与发酵罐1的内侧壁固接。如此设置，第二支撑肋板9对驱动电机3、传动机构和搅拌装置起到辅助支撑的作用，提高了厌氧发酵装置的使用寿命。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。
工作原理
结合图1和图2说明本实用新型的工作原理：本实用新型所述的畜禽粪污高效厌氧发酵装置在工作时为密封状态，先将待发酵的畜禽粪污、菌种和辅料按比例从进料口1-2倒入发酵罐1的内部，启动驱动电机3，驱动电机3带动主动齿轮7-1转动，进而带动主动搅拌轴6-1转动。与此同时，主动齿轮7-1带动两个从动齿轮7-2同步转动，进而带动两个从动搅拌轴6-2转动。根据发酵罐1内待发酵畜禽粪污、菌种和辅料的量选择相应个数的加热单元，将外部热水注入螺旋形加热管4-1，进水阀4-4用于控制热水的流速，温度传感器4-6用于监控热水的温度。
