[發(fā)明專利]一種工業(yè)余熱輔助下的化糞池積淀物厭氧發(fā)酵工藝方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910082646.8
• 申請(qǐng)日: 2009-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101538109A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒼大強(qiáng);董建;白皓;宗燕兵;陳相利;趙立華;張玲玲;趙潔玉;劉維順;王雪婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F11/04
• 分類號(hào): C02F11/04;C05F5/00;A01N61/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保能源技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高溫厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣的方法，具體地說(shuō)是一種以城鎮(zhèn)化糞池積淀物為原料，在工業(yè)余熱提供的溫度條件下進(jìn)行的高溫厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，沼液和沼渣的工藝方法。

背景技術(shù)

目前城鎮(zhèn)廁衛(wèi)排出物經(jīng)管道進(jìn)入樓宇單元設(shè)置的化糞池，其功能是接收、儲(chǔ)存家庭生活污水，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是分為一級(jí)沉淀池、二級(jí)沉淀池和三級(jí)沉淀池。其原理是利用排出物各組分的密度不同進(jìn)行分級(jí)沉淀：排出物首先進(jìn)入一次沉淀池，大顆粒物質(zhì)在沉淀池中累計(jì)下來(lái)，表面漂浮的物質(zhì)和清水繼續(xù)流走進(jìn)入清水池，上一級(jí)沒(méi)有沉淀完全的大顆粒物質(zhì)可以進(jìn)行二次沉淀，同理進(jìn)入第三級(jí)沉淀。

經(jīng)上述三次分級(jí)沉淀后濃度很低的“清液”進(jìn)入下水管道，輸送至污水處理廠，進(jìn)行常規(guī)處理，達(dá)標(biāo)排放；沉淀下來(lái)的物質(zhì)濃度很高的被運(yùn)送至堆肥廠進(jìn)行堆肥，濃度較低的由抽糞車定期運(yùn)送至糞便消納站，進(jìn)行篩選，大顆粒物質(zhì)輸送到垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行處理，濃度較低的糞水仍由管道輸送至污水處理廠進(jìn)行常規(guī)處理。

目前高濃度的化糞池資源利用方式是：使用真空泵將化糞池積淀物抽出，和易腐性生活垃圾(經(jīng)破碎)混合，經(jīng)管道輸送到耗氧堆肥廠，調(diào)節(jié)含水率、空隙率同時(shí)加入高效復(fù)合菌劑，再經(jīng)兩次高溫發(fā)酵殺滅病原菌最終制成農(nóng)用肥。

目前的處理工藝存在的缺陷：

a)處理流程長(zhǎng)，成本高

廁衛(wèi)排出物經(jīng)樓宇管網(wǎng)到化糞池，由抽糞車運(yùn)至糞便消納站，再到垃圾填埋場(chǎng)和污水處理廠。流程鏈太長(zhǎng)，各級(jí)都有各自的主要處理對(duì)象，對(duì)于同一對(duì)象的分級(jí)處理，各級(jí)之間的技術(shù)鏈接度不高，加重了各級(jí)處理的負(fù)擔(dān)，運(yùn)行總成本很高。

b)浪費(fèi)資源能源

化糞池沉淀物中很大一部分被當(dāng)作垃圾堆埋，有機(jī)物被耗氧處理，浪費(fèi)了其中蘊(yùn)含的能源，和寶貴的資源。

1)生物方法處理生活固廢的實(shí)踐

生物方法處理固廢主要是厭氧消化處理和耗氧處理：

a)厭氧消化是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程。生活有機(jī)廢物中碳水化合物、脂肪及蛋白質(zhì)等，在缺氧的條件及微生物的作用下，有機(jī)物可轉(zhuǎn)化為甲烷。

b)利用好氧菌進(jìn)行消化的過(guò)程，稱之為好氧消化。好氧處理規(guī)模小時(shí)，可只做最終稀釋后曝氣、沉淀；中等以上規(guī)模，經(jīng)過(guò)前處理和二次稀釋后，可按標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法進(jìn)行處理；好氧消化的速度較厭氧消化快得多，但它需要大容量的消化槽；同時(shí)處理過(guò)程中需要大量氧氣，因此要消耗大量的能量。

2)沼氣消化技術(shù)的現(xiàn)狀

沼氣消化技術(shù)自80年代以來(lái)在全世界尤其是發(fā)展中國(guó)家得到迅速的發(fā)展。在沼氣消化的反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及影響因素的研究已經(jīng)基本趨于成熟；在實(shí)際應(yīng)用中各種新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。針對(duì)不同的進(jìn)料(原料配比、濃度)，不同的氣候條件，不同的處理目的(有的為了得到沼氣、有的為了降低污染)均有相應(yīng)實(shí)用技術(shù)和專利。技術(shù)革新主要體現(xiàn)在沼池或沼氣設(shè)備的構(gòu)造上，國(guó)內(nèi)幾種較有影響的：

a)自動(dòng)排料沼氣發(fā)生灌(吉林農(nóng)科院土壤所)

b)上流式小型高效沼氣池(農(nóng)業(yè)部成都沼氣科學(xué)研究所)

c)曲流布料沼氣池(昆明能源環(huán)境辦公室)

d)橢圓形底層出料沼氣池(宜昌農(nóng)村能源能辦公室)

e)擋板式高效沼氣池(農(nóng)業(yè)部成都沼氣科學(xué)研究所)

這些新型的池型和設(shè)備均根據(jù)用戶需要，滿足了沼氣消化的某一方面要求。針對(duì)高濃度的化糞池積淀物的厭氧發(fā)酵還沒(méi)有適合的設(shè)備。為此結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)發(fā)一套適合在利用高濃度的化糞池積淀物進(jìn)行高效厭氧發(fā)酵的新型設(shè)備。

3)工業(yè)余熱的利用

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，能源的需要量越來(lái)越大。在冶金、電力、化工等耗能工業(yè)的很多場(chǎng)合由于能源利用率很低(約30％)，大量余熱被丟棄。而這部分余熱中有很大一部分是位于60～80℃的低位余熱，對(duì)于工業(yè)利用來(lái)說(shuō)是低溫，但是對(duì)于微生物發(fā)酵來(lái)說(shuō)卻是高溫條件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是以化糞池積淀物為原料在工業(yè)余熱提供的55℃條件下，先進(jìn)行微生物菌種傳代富集，進(jìn)行相同條件的厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，提前產(chǎn)氣時(shí)間，提升產(chǎn)氣效率，縮短降解周期；同時(shí)減少了城鎮(zhèn)污水排放，達(dá)到減量化效果。

一種工業(yè)余熱輔助下的化糞池積淀物厭氧發(fā)酵工藝方法，包括以下步驟：

(1)取自城鎮(zhèn)化糞池的高濃度(TS＝15％±2％)積淀物，經(jīng)滾筒振動(dòng)篩除去其中的雜物，然后放入密閉的厭氧發(fā)酵罐。厭氧發(fā)酵罐中加入取自化糞池的低濃度

(TS＝0.1％～2％)糞水，調(diào)整其TS＝8％～10％，攪拌均勻。

(2)檢測(cè)發(fā)酵原料的PH值，用澄清石灰水上清液調(diào)整PH＝7.2～7.4。