[發明專利]干式厭氧高溫生產沼氣的方法

有效

• 申請號: 201110235158.3
• 申請日: 2011-08-17
• 公開（公告）號: CN102952827A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 呂技選;李愛和;玉紅;張峰;李旭
• 申請（專利權）人: 天津雙象航宇科技發展有限公司
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及解決有機物發酵技術領域，在有機物厭氧發酵過程中一般大都采用濕式發酵工藝，需要消耗大量水資源，需要處理由此產生的污水處理問題，污水處理的費用，遠遠超過厭氧發酵主體的費用。產生沼氣的有效固體含量不超過5％。同時由于有機物厭氧發酵產生沼氣的速度和深度取決于發酵時的溫度，厭氧發酵本身不產生熱量，需要從外部獲取熱量，大大增加了沼氣的成本。

本發明使用干式厭氧發酵方法取代濕式發酵方法，在同樣的容積內增加產生沼氣的有效固體含量，至少是濕式有效含量的8倍。，同時利用好氧發酵產生的熱量替代一部份外部熱源，加速沼氣的產生和提高沼氣品質，縮短發酵周期，同時不產生難以處理的二次污染。適用于城鄉有機廢棄物的無害化處理。

背景技術

有機物發酵一般分為好氧發酵與厭氧發酵。

好氧發酵是在有充足的氧氣的條件下有機物發酵的方式。在好氧發酵過程中，在氧氣和微生物的共同作用下有機物會快速發酵，并且伴有快速升溫現象，產生的大量的熱量散發到空間無法加以利用。同時產生大量的含有硫化氫、氨氣、二氧化硫等多種復合成份的臭氣。這些臭氣對環境污染嚴重、再處理難度大，需要采用多種工藝手段去處理。

厭氧發酵是在隔絕氧氣的條件下有機物發酵的方式。根據發酵有機物的含水率可以分為濕式和干式兩種方式，含水率大于80％的為濕式，小于80％的為干式。因為采用水隔絕氧氣比較方便，一般采用水(液體)，隔絕氧氣，因此是濕式發酵，含水率都在95％以上。濕式厭氧發酵的有效固體一般不大于5％。干式厭氧發酵技術采用的發酵物有效固體在40％左右，是濕式發酵的8倍。

根據有機物厭氧發酵時的環境溫度可分為低溫發酵15℃、中溫發酵30℃～35℃、高溫發酵50℃～55℃。在厭氧發酵的過程中，有效固體在厭氧菌的作用下產生沼氣，產生沼氣的速率和數量與發酵溫度正相關。因有機物厭氧發酵過程中不產生熱量。如果要達到高溫狀態下的厭氧發酵過程，只有從外部補充熱量，才能達到高溫發酵的目的。補充熱量就要消耗能源，因此在厭氧發酵大都采用中溫發酵工藝和低溫發酵工藝。為了達到厭氧高溫發酵的要求，采用蒸氣或者熱水加熱，造成受熱不均，熱源出口溫度100～200℃，在出口周圍微生物耐受不了高溫而降低活性，在遠離熱源出口的地方溫度下降很快，達不到高溫發酵的要求。結果是采用高溫的工藝手段，得到的是中溫或者常溫的發酵結果，延長了發酵時間、浪費了資源。同時還存在熱源對周圍環境的二次污染。

本發明就是要充分利用好氧發酵過程中產生的熱量，在不使用或者很少使用外來熱源的狀況下，使有機物在高溫的環境下完成干式厭氧發酵的過程，加速沼氣的產生和提高沼氣品質，縮短發酵周期。

發明內容

本發明的目的是提供一種有機物好氧發酵工藝和厭氧發酵工藝無縫接續的工藝方法和設備，使有機物在發酵過程中，能夠無縫隙的從好氧工藝轉入厭氧干式高溫工藝，干式發酵能產生沼氣的有效固體至少是濕式產生沼氣的有效固體的8倍，充分利用有機物在好氧發酵工藝中散發的熱量，使有機物在干式高溫厭氧的條件下提高沼氣產生的速率和縮短發酵周期、提高產品的品質，達到降低運行成本，減輕勞動強度，提高企業經濟效益得目的。

技術方案

本發明可以通過以下技術措施來實現：

根據實際需要建立一個密閉容器可以是罐、槽、塔或者其他形式的容器；容器上部有密封蓋，容器內有帶有通氣小孔的補氣管道，容器外殼上有氣體排出管道，進氣管道和排氣管道通過密封閥門與外界通聯；下部有密封出料門和滲濾液排出管道與閥門；容器的材質為低導熱材料。

容器初態：頂部密封蓋及進氣管道的閥門容器初態，底部密封門關閉，頂部密封蓋及進氣管道閥門及排氣管道閥門打開。

準備階段工藝：將有機物與粉碎后的輔料混合，調整碳氮比及含水率，使含水率減少到小于70％，達到干式發酵的要求，加入菌種混合后加入容器，蓋上容器頂部密封蓋。

好氧發酵：由于通風管道的閥門處于打開狀態，空氣可以流入容器，所以處在好氧發酵工藝過程。如果容器內溫度上升較慢，說明是氧氣不足，那么采用鼓風機加壓進氣，以保證夠的氧氣。有機物在氧氣和好氧菌的共同作用下產生大量的熱，使容器內的溫度迅速上升。當上升至滅菌溫度并維持一段時間就會將有機物中的有害菌基本全部殺滅。好氧氣發酵過程中產生的臭氣，臭氣經過排氣管、回饋閥門、回饋風機的調節回饋到容器內部，臭氣不會外泄污染外部環境。當容器內溫度達到并保持工藝要求的時間后，關閉進氣管和排氣管的閥門，隔絕有機物與空氣的接觸。這時容器內的有機物消耗內部的氧氣繼續發酵，同時溫度繼續增高。