本高新技术属于畜禽尿液、污水处理技术领域，具体涉及一种蜂巢式发酵消化装置。
背景技术：
养殖场产生的动物粪尿污染问题已经是继工业污染之后最大的污染来源之一。目前比较有效的处理方法是作为有机肥料还田，可是由于动物粪尿中存在有大量的病菌、病毒和寄生虫卵，如果不经过无害化处理或者处理不完全就会造成循环性污染，增加人畜患病几率。因此不能作为有机肥料直接施入田地。
现有的沼气发酵池会导致生存环境恶化，养殖畜禽本身的气味及发酵所产生的气味和禽畜产生的噪音都对生存环境会产生一定程度的污染。现有的沼气池和生化池均采用钢筋混凝土建设，成本高，收益率低；现有的沼气净化水平低，有害物质超标。小型沼气池和生化池往往没有过关的设施，甚至没有净化装置，燃烧后气体直接排放到室内，长期呼吸这些气体容易造成呼吸系统和眼部疾病；现有设备没有足够的贮气设施，直接排放造成二次污染。由于农户对沼气的需求量小，并且受到季节等多方面因素影响，多余的沼气没有处理措施，直接排放出去，造成大气污染；农户自主建设意识差。沼气池和生化池的发展很大程度上靠政府推广和资金扶持，并且一些配套设施发展不完善，早期沼气建设是在国家的资金补贴扶持下开展，但后续跟进制度不完善，存在一些特定型号需要更换的配件无处购买等问题，用户过度依赖政府的指导和管理。
技术实现要素：
本高新技术的目的是提供一种蜂巢式发酵消化装置，以解决现有技术中待处理液体生料与半熟料相互渗透从而不能达到成品要求的缺陷。
本高新技术采用以下技术方案：蜂巢式发酵消化装置，包括：
一蜂巢式发酵消化仓，包括组成蜂巢结构的n个正六边形筒体；
多个溢流口，设置在两两筒体相邻的侧壁上，依次上下交错的设置，用于连通各个筒体以形成z形的物料流动路径；
一进料口，开设于z形物料流动路径起始端所在筒体的侧壁、并靠近其顶部的位置；
一出料口，开设于z形物料流动路径终止端所在筒体的侧壁、并靠近其顶部的位置；
一出渣口，开设于z形物料流动路径终止端所在筒体的侧壁上，并位于出料口的下方；
多个曝气管，每个曝气管为u形，其管体上连通设置有多个曝气支管，各个曝气支管的出口分别通至各个筒体中，用于为各个筒体供气。
进一步的，蜂巢式发酵消化装置还包括：
一渣液分离斜板，为倾斜设置于第n个筒体内的板式结构，其一侧位于靠近第n个筒体顶部的位置，另一侧位于靠近出渣口的位置；用于使第n个筒体内的液体物料，经渣液分离斜板顶部溢流至渣液分离斜板的另一侧，并经出料口排出；还用于使第n个筒体内沉积的废渣，经渣液分离斜板的底部流出，并经出渣口排出。
进一步的，每个曝气管上均设有曝气空压机和止回阀。
进一步的，进料口处设置有一计量泵。
本高新技术的有益效果是：采用蜂巢结构的发酵消化仓，每两个六边形桶体为一个单元，物料注满后将通过溢流口自动流入下一个单元，从而使每个单元相对独立；当每次注入物料时，新注入物料将推动半熟原料至下一个单元，实现生料与发酵中的半熟料相对不渗透的目的；采用蜂巢结构的发酵消化仓，各个筒体相互共用边，这样大大节省了建设成本，提高了单位面积处理量，解决了现有沼气池或污水处理消化装置建设成本高的问题；整个系统不仅可以应用在畜禽尿液的快速发酵处理过程，也适用于污水处理中的好氧厌氧生化反应过程，适用更广泛。
附图说明
图1为本高新技术蜂巢式发酵消化装置的结构示意图；
图2为图1的a-a向的结构示意图；
图3为本高新技术蜂巢式发酵消化装置中两组单元的溢流口设置位置示意图；
图4为本高新技术蜂巢式发酵消化装置的溢流口设置位置示意图；
图5为本高新技术蜂巢式发酵消化装置的z形物料流动路径示意图。
其中，1.进料口，2.筒体，3.曝气管，4.渣液分离斜板，5.出料口，6.出渣口，7.曝气支管，8.止回阀，9.曝气空压机，10.溢流口，11.物料流动路径。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本高新技术进行详细说明。
如图1所示，本高新技术提供了一种蜂巢式发酵消化装置，适用于畜禽尿液的快速发酵处理过程，也适用于污水处理中的好氧厌氧生化反应过程，其处理的物料可以是畜禽尿液，也可以是污水。该装置包括蜂巢式发酵消化仓、多个溢流口10、进料口1、出料口5、出渣口6和多个曝气管3。
其中，蜂巢式发酵消化仓包括组成蜂巢结构的n个正六边形筒体2，这些筒体2紧密相连，但是他们之间并不任意连通。在两两筒体2相邻的侧壁上设置有溢流口10，用于连通相邻的两个筒体2，使整个蜂巢式出料仓内部形成z形的物料流动路径11。如图5所示，z形的物料流动路径11的含义是物料从第一排右端筒体2流动至左端筒体2，再从第二排左端筒体2流动至右端筒体2，以此规律继续流动至出料端。z形物料流动路径11起始端所在筒体2的侧壁上设有进料口1，用来将待处理的物料经由此处投入。z形物料流动路径11终止端所在筒体2的侧壁上设置有出料口5和出渣口6，其中出料口5位于出渣口6的上方。出料口5端口设置有滤网。
本高新技术的蜂巢式发酵消化装置还可以包括多个曝气管3，设置于整体设备底部，每个曝气管3的管体上连通设置有多个曝气支管7。曝气管3的形状不限，可以为u形或山字形。各个曝气支管7的出口要一一对应的通至各个筒体2中，用于为各个筒体2内提供氧气或其他气体，一来可以加速发酵，二来可以通过高压气流对物料进行搅拌，从而达到均匀曝气的目的。
如图1所示，每个曝气管3上均设有曝气空压机9和止回阀8。曝气风机9第一个作用是为生物菌剂提供所需的氧气，加快生物菌剂繁殖，即加快发酵速度，第二作用是用气流扰动物料，防止残渣沉淀。该曝气系统为不间断曝气，控制好气体流量和压力，实现为待处理物料提供氧气或其他气体的作用，也可通过气流实现对液体的搅拌作用。
该实施例中，每次注入物料时，只注入与一个筒体2同等体积的物料。当每次注入物料时，新注入物料将推动半熟物料至下一个筒体2，同时，从第一个筒体2进入的物料，会按照z形并以一定规律的时间依次进入后续的筒体2中。这样可以使得每个筒体2之间相对独立，实现生料与发酵中的半熟料相对不渗透的目的。
如图2所示，本高新技术的蜂巢式发酵消化装置还可以包括渣液分离斜板4，渣液分离斜板4为上下倾斜设置于第n个筒体2内的板式结构。渣液分离斜板4的上方设置于第n个筒体2的顶部附近，并与筒体2的顶壁保留一定间隙；渣液分离斜板4的上方设置于出渣口6的附近，并与筒体2的底部保留一定间隙。渣液分离斜板4用于使第n个筒体2内的液体物料，经渣液分离斜板4顶部溢流至渣液分离斜板4的另一侧，并经出料口5排出；还用于使第n个筒体2内沉积的废渣，经渣液分离斜板4的底部流出，并经出渣口6排出。
在第n个筒体2内设置渣液分离斜板4的基础上，还可以将最后几个连续的筒体2之间的隔板取消，完全设置为贯通的形式。此处将最后四个筒体2设为贯通的筒体，并简称为出料筒。流至出料筒的物料，经过一段时间沉淀后会固液分离。
渣液分离斜板4的下方设有曝气支管7，渣液分离斜板4将该筒体2的内部空间分为上方空间和下方空间。曝气作用将液体物料内的杂质悬浮于表面，通过渣液分离斜板4流入上方空间内。上方空间实现对液体和杂质的沉淀作用。最终上方空间为清澈的成品并通过出料口5排出，下方空间为沉淀的杂质并通过出渣口6抽出。整个系统的每天进出料量均为整体容积的1/n，且进出料为同步持续的。当前一个筒体2的物料向出料筒移动时，出料筒中较为纯净的液体会经渣液分离斜板4与筒体2顶壁的间隙，从其一侧溢流至另一侧，并从出料口5排出；出料筒中沉积的废渣会经渣液分离斜板4与筒体2的底部的间隙，流至出渣口6并排出。
渣液分离斜板4利用曝气使得渣子悬浮于液体表面，从而通过斜板进行收集，斜板上方无曝气管，渣子可沉淀于筒体底部，故上方的液体较为清澈，出料口5位于渣液分离斜板4偏上方一侧，可将较清澈的液体排出，出渣口6位于渣液分离斜板4偏下方一侧，外部可接污泥泵进行抽渣。
如图3所示，本高新技术的蜂巢式发酵消化装置中的溢流口设置规律为，依次上下交错的设置在各个筒体2上，这样可以使得新注入的物料与相邻物料的液体相对分离。设相邻的每两个筒体2为一组单元，所述蜂巢式发酵消化装置共有n/2组单元，每组单元中，两两筒体2的相邻面的底部设置一溢流口10，与相邻面相对的两个壁面顶部均设置溢流口10。第一组单元的顶部处设置的是进料口1。这样设置的好处是，每组单元的空间内可以盛放物料，再没有新进物料的推动作用下，不会向下一组单元流动。
如图4所示，将第一个筒体2至第n个筒体2分别命名为，1号筒体至n号筒体。1号筒体2的溢流口10设置在上部，则2号筒体2的溢流口10设置在下部，依次轮流交替设置，使得物料就形成一个上下交替的流动路径。
还可以在蜂巢式发酵消化仓的底板设置框架密封结构，为该系统提供支撑和密封的作用。还可以在各个筒体2的顶部均设置六边形盖板，可以在需要的时候开启，方便观察筒体2内液体状态。
本高新技术蜂巢式发酵消化装置的进料口1处设置有一计量泵。在计量泵压力的推动下，后面注入物料会推动前面进的物料顺着z形路线填满每个筒体2，当最后一个筒体2不能在继续承载更多的物料时就会从上部出料口5排出，此时物料也发酵完成。这一过程的耗时是可以经过事先计算确定的。事先确定好时间的作用是，使得物料经第一个筒体2进入到从第n个筒体2排出的这段时间中，刚好发酵完毕。
本高新技术一种蜂巢式发酵消化装置的工作方法，包括以下内容：
设相邻的每两个筒体2为一组单元，所述蜂巢式发酵消化装置共有n/2组单元，每组单元中，两两筒体2的相邻面的底部设置一溢流口10，与相邻面相对的两个壁面顶部均设置溢流口10；
从进料口1注入定量的待发酵物料和菌剂的混合物料并布满第一组单元；每次注入的所述混合物料的体积等于两个所述筒体2的体积；发酵过程会向待处理物料内添加生物菌剂，生物菌剂的物理化学作用(繁殖)会缩短待处理物料的发酵时间；
间隔一段时间后，继续从进料口1注入定量的混合物料，使第一组单元中的混合物料液面上升，从顶部的溢流口10被挤入第二组单元内，此次新注入的混合物料布满第一组单元；
依照上述规律，第n/2+1次从进料口1注入定量混合物料后，之前已经注入的混合物料继续向前推进，第n/2组单元内的混合物料分两个路径排出：液体从出料口5排出，固体从出渣口6排出。
其中，采用计量泵计量指定量的待发酵物料注入第一组单元，物料经第一组单元进入到从第n/2组单元排出的时长等于其发酵周期。
本高新技术的蜂巢式发酵消化装置使用时，进料口1与出料口5为24小时持续进出料，每天进出料均为两个筒体2的容纳体积，且进出料时的流量相等。这样可以实现连续若干天的发酵周期中，原料从第一个单元持续流入第二个单元、直至第n/2个单元，最终以达到发酵指标的成品排出。工作时，当进料口1开始进料，液面上升，其通过位于上部的溢流口10进入下一个筒体2内，下一个筒体2内的液体在压力条件下通过位于下部的溢流口10再进入下下一个筒体2内；以此类推最后一个单元内的液体将会通过出料口5排出。
实施例
如果待发酵物料为牛尿，使用本高新技术蜂巢式发酵消化装置的发酵过程如下：
1.进料口1接有计量泵，按设定的量加入牛尿至第一个筒体2，这样可以精准保证每天的加注量；同时给牛尿内添加生物菌剂，可以缩短牛尿的发酵时间；
2.在计量泵压力的推动下，后面注进的牛尿会推动前面进的牛尿顺着z形路线填满每个筒体2；
3.曝气空压机9通过曝气管向每个筒体2内通入氧气，加快生物菌剂繁殖，即加快发酵速度，同时通过高压气流扰动牛尿，防止残渣沉淀；
4.当最后一个筒体2不能在继续承载更多的牛尿时，发酵好的牛尿从渣液分离斜板4上部流出，最终从出料口5排出；剩余残渣由于受重力作用会下沉从出渣口6排出，残渣经过滤网过滤掉，此时牛尿也发酵完成。
在蜂巢式发酵消化装置的外部还可以配套带有风机的喷淋塔及除臭过滤装置，这样生产过程中产生的有害气体不会进入大气，造成二次污染。还可以设置抽气装置，抽出气体再经过回收净化再利用。
本高新技术采用蜂巢结构的发酵消化仓，每个六边形桶体为一个单元，物料注满后将通过溢流口自动流入下一个单元，从而使每个单元相对独立；当每次注入物料时，新注入物料将推动半熟原料至下一个单元，实现生料与发酵中的半熟料相对不渗透的目的；其蜂巢式结构使得筒体相互共用边，这样大大节省了建设成本，提高了单位面积处理量；整个系统不仅可以应用在畜禽尿液的快速发酵处理过程，也适用于污水处理中的好氧厌氧生化反应过程，适用更广泛。
技术特征：
1.蜂巢式发酵消化装置，其特征在于，包括：
一蜂巢式发酵消化仓，包括组成蜂巢结构的n个正六边形筒体(2)；
多个溢流口(10)，设置在两两筒体(2)相邻的侧壁上，依次上下交错的设置，用于连通各个筒体(2)以形成z形的物料流动路径(11)；
一进料口(1)，开设于所述z形物料流动路径(11)起始端所在筒体(2)的侧壁、并靠近其顶部的位置；
一出料口(5)，开设于所述z形物料流动路径(11)终止端所在筒体(2)的侧壁、并靠近其顶部的位置；
一出渣口(6)，开设于所述z形物料流动路径(11)终止端所在筒体(2)的侧壁上，并位于所述出料口(5)的下方；
多个曝气管(3)，每个曝气管(3)为u形，其管体上连通设置有多个曝气支管(7)，各个所述曝气支管(7)的出口分别通至各个筒体(2)中，用于为各个筒体(2)供气。
2.如权利要求1所述的蜂巢式发酵消化装置，其特征在于，所述蜂巢式发酵消化装置还包括：
一渣液分离斜板(4)，为倾斜设置于第n个筒体(2)内的板式结构，其一侧位于靠近所述第n个筒体(2)顶部的位置，另一侧位于靠近所述出渣口(6)的位置；用于使所述第n个筒体(2)内的液体物料，经所述渣液分离斜板(4)顶部溢流至所述渣液分离斜板(4)的另一侧，并经所述出料口(5)排出；还用于使所述第n个筒体(2)内沉积的废渣，经所述渣液分离斜板(4)的底部流出，并经所述出渣口(6)排出。
3.如权利要求1或2所述的蜂巢式发酵消化装置，其特征在于，每个所述曝气管(3)上均设有曝气空压机(9)和止回阀(8)。
4.如权利要求1或2所述的蜂巢式发酵消化装置，其特征在于，所述进料口(1)处设置有一计量泵。
技术总结
本高新技术公开了一种蜂巢式发酵消化装置，包括：一蜂巢式发酵消化仓，包括组成蜂巢结构的n个正六边形筒体；多个溢流口，分别设置在两两筒体相邻的侧壁上，用于连通各个筒体以形成Z形物料流动路径；一进料口，开设于Z形物料流动路径起始端所在筒体的侧壁上；一出料口，开设于Z形物料流动路径终止端所在筒体的侧壁、并靠近顶部的位置；一出渣口，开设于Z形物料流动路径终止端所在筒体的侧壁上，并位于出料口的下方；多个曝气管，每个曝气管为U形，其管体上连通设置有多个曝气支管，各个曝气支管的出口分别通至各个筒体中，用于为各个筒体供气。解决了现有技术中待处理液体生料与半熟料相互渗透从而不能达到成品要求的缺陷。
技术开发人、权利持有人：不公告发明人
