[發明專利]易腐性有機垃圾高固體兩相三段厭氧消化產沼氣的方法

有效

• 申請號: 201010106904.4
• 申請日: 2010-02-03
• 公開（公告）號: CN101805753A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 李東;孫永明;袁振宏;孫曉英;李連華
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02
• 代理公司: 廣州科粵專利代理有限責任公司 44001
• 代理人: 余炳和

1.一種易腐性有機垃圾高固體兩相三段厭氧消化產沼氣的方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)在水解產酸反應器中將易腐性有機垃圾水解，生成可溶性的糖類、氨基酸、長鏈脂 肪酸和甘油；并將上述水解后得到的混合物酸化，生成大量小分子有機酸產物；水解產酸反 應器采用固體滲濾床，易腐性有機垃圾裝填于滲濾床的滲濾填料上面，來自于噴淋頭的水對 易腐性有機垃圾進行淋灑，同時水解產酸反應生成的有機酸溶于水中，并經過滲濾填料和多 孔板形成滲濾液貯于水解產酸反應器底部；

(2)水解產酸反應器底部和產甲烷反應器底部通過循環泵及管道連通；產甲烷反應器頂 部和水解產酸反應器頂部連通；所述循環泵入口段設置分支管路；當產甲烷反應器中輕度過 酸或過堿時，通過控制滲濾液的循環量來調節；當產甲烷反應器中嚴重過酸或過堿時，從循 環泵入口段的分支管路泵入酸堿度調節劑以調節酸堿度；在產甲烷反應器中進行產乙酸反應， 將步驟(1)酸化產生的除乙酸外的有機酸產物在產乙酸菌的作用下生成乙酸、氫氣和二氧化 碳；并繼續進行產甲烷反應，將乙酸在乙酸營養型產甲烷菌的作用下發酵生成甲烷和二氧化 碳，將氫氣和二氧化碳在氫營養型產甲烷菌的作用下發酵生成甲烷；產甲烷反應器的主體為 上部的纖維填料床反應器，纖維填料能夠附著產乙酸菌和產甲烷菌，提高產甲烷反應器內產 乙酸菌和產甲烷菌的濃度，從而提高產沼氣性能；產甲烷反應器底部設置過濾床，用于截留 滲濾液中的顆粒有機物，避免堵塞纖維填料床；在步驟(1)產生的滲濾液流經產甲烷反應器 的同時，滲濾液中的有機酸在產乙酸菌和產甲烷菌的相繼作用下生成甲烷和二氧化碳；

(3)定期從水解產酸反應器的卸料口清除部分易腐性有機垃圾水解殘渣，以提高反應 器有效處理體積；定期從水解產酸反應器的排渣口清除易腐性有機垃圾滲濾液沉淀物，以提 高滲濾液有效貯存體積；定期清洗并重新裝填產甲烷反應器中過濾床內的過濾填料，保證良 好的過濾效果。

2.如權利要求1所述的易腐性有機垃圾高固體兩相三段厭氧消化產沼氣的方法，其特征在于 所述步驟(1)中將易腐性有機垃圾在原料固體濃度15％～40％、溫度25℃～60℃、pH值4.5～6.5 的條件下水解，生成可溶性的糖類、氨基酸、長鏈脂肪酸和甘油；將上述水解后得到的混合 物在溫度25℃～60℃、pH值4.5～6.5的條件下酸化，生成大量小分子有機酸產物，包括丙酮 酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、乳酸、乙醇，以及少量氫氣和二氧化碳。

3.如權利要求1所述的易腐性有機垃圾高固體兩相三段厭氧消化產沼氣的方法，其特征在于 所述步驟(2)中將步驟(1)酸化產生的除乙酸外的有機酸產物在產乙酸菌的作用下生成乙 酸、氫氣和二氧化碳，該反應控制溫度為25℃～60℃，pH值6.5～8.0；所得乙酸在乙酸營養 型產甲烷菌的作用下發酵生成甲烷和二氧化碳，上一步驟中的氫氣和二氧化碳在氫營養型產 甲烷菌的作用下發酵生成甲烷，這兩類產甲烷菌參與的產甲烷反應均控制溫度為25℃～60℃， pH值6.5～8.0。